基于zemax的三片式照相物镜的设计报告

1、 目 录1设计任务的具体指标及其要求12入瞳直径的设定13视场角的设定24工作波长的设定25 评价函数的选择26系统的透镜参数设定37优化工具窗口图48系统结构的轮廓图49系统的FFT MTF图610系统的FFT PSF811系统的Spot Diagram图912系统的Ray Fan图1113系统的OPD Fan图1114系统的Field Curv/dist图1215系统的Grid Distortion图1216系统的Lateral Color图1317系统的Wavefront Map图1318系统的Diffraction Encircled Energy图1419.系统数据1420心得体会281设计任务的具体指标及其要求系统焦距为10mm，F/#为5，全视场2为38，工作在可见光波段，玻璃材料只能有两种，要求所有视场满足在50lp/mm出MTF0.3。2入瞳直径的设定点击“Gen”按钮打开“General”窗口，在“General”系统通用数据对话框中设置孔径和玻璃库。在孔径类型（Aperture Type：）中选择“Image Space F#”，并根据设计要求在“Aperture

2、 Value：”输入“5”； 在玻璃库（Glass Catalogs）里输入所有可以导入的玻璃库以便后续优化。3视场角的设定点击“Fie”按钮打开“Field Data”窗口，设置五个视场分别为0(0)、5.7(0.3)、9.5(0.5)、13.433(0.707)、19()。.4工作波长的设定点击“Wav”按钮，或同时按下快捷键“Ctrl+W”打开“Wavelength Data”窗口，设置“SelectF,d,CVisible”，自动输入三个特征波长。5 评价函数的选择执行命令“EditorsMerit Function”打开Merit Function Editor编辑窗口。在Merit Function Editor编辑窗口中执行命令“ToolsDefault Merit Function”，打开默认评价函数（Default Merit Function）对话窗口，选择默认评价函数中的“PTV + Waveftont + Centroid”评价方法。并将厚度边界条件设置为玻璃（Glass）厚度的最小值（Min）为0.5mm，最大值（Max）为10mm；空气（Air）厚度最小值（

3、Min）为0.1mm，最大值（Max）为100mm。边缘厚度（Edge）都设置为0.1mm。6系统的透镜参数设定在数据编辑器（Lens Data Editor）中输入初始结构，如下：因为此时焦距为83.2803，所以应进行缩放缩放后数据编辑器（Lens Data Editor）数据如下最终7优化工具窗口图设计变量，点击“Opt”按钮，或同时按下快捷键“Shift + Ctrl + O”打开Optimization窗口，点击“Automatic（自动优化）”命令8系统结构的轮廓图初始第一次优化这次是将所有的曲率半径（Radius）设为变量。第二次优化这次优化了玻璃厚度（Thickness）。最终最终优化了Glass。从上面几幅图可以看出系统焦距几乎为10mm。9系统的FFT MTF图初始第一次优化第二次优化最终从上面几幅图中可以看出该系统满足在50lp/mm出MTF0.3。10系统的FFT PSF 11系统的Spot Diagram图初始第一次优化第二次优化最终从上面几幅图可以看出系统的成像质量满足瑞丽准则。12系统的Ray Fan图13系统的OPD Fan图14系统的Field Cur

4、v/dist图15系统的Grid Distortion图16系统的Lateral Color图17系统的Wavefront Map图18系统的Diffraction Encircled Energy图19.系统数据Date : SUN NOV 22 2015GENERAL LENS DATA:Surfaces : 8Stop : 5System Aperture : Image Space F/# = 5Glass Catalogs : ARCHER ARTON BIREFRINGENT CDGM CDGM200902 CHINA-LF CHINA CORNING HERAEUS HIKARI HOYA INFRARED IRPHOTONICS ISUZU LIGHTPATH LZOS MISC NHG OHARA PILKINGTON RAD_HARD RPO SCHOTT TOPAS UMICORE ZEON 中国GB903-87Ray Aiming : OffApodization : Uniform, factor = 0.00000E+000Temperature (C) :

5、 2.00000E+001Pressure (ATM) : 1.00000E+000 Adjust Index Data To Environment : OffEffective Focal Length : 9.999411 (in air at system temperature and pressure)Effective Focal Length : 9.999411 (in image space)Back Focal Length : 8.39437Total Track : 12.82187Image Space F/# : 5Paraxial Working F/# : 5Working F/# : 5.005994Image Space NA : 0.09950372Object Space NA : 9.999411e-011Stop Radius : 0.7998057Paraxial Image Height : 3.443073Paraxial Magnification : 0Entrance Pupil Diameter : 1.999882Entra

6、nce Pupil Position : 2.682487Exit Pupil Diameter : 1.852923Exit Pupil Position : -9.264616Field Type : Angle in degreesMaximum Radial Field : 19Primary Wavelength : 0.5875618 祄Lens Units : MillimetersAngular Magnification : 1.079312Fields : 5Field Type: Angle in degrees# X-Value Y-Value Weight 1 0.000000 0.000000 1.000000 2 0.000000 5.700000 1.000000 3 0.000000 9.500000 1.000000 4 0.000000 13.433000 1.000000 5 0.000000 19.000000 1.000000Vignetting Factors# VDX VDY VCX VCY VAN1 0.000000 0.000000

7、0.000000 0.000000 0.0000002 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.0000003 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.0000004 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.0000005 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000Wavelengths : 3Units: 祄# Value Weight 1 0.486133 1.000000 2 0.587562 1.000000 3 0.656273 1.000000Polychromatic Diffraction MTFFile : H:212ZMX1210407014杨相军1210407014杨相军.zmxTitle: Date : SUN NOV 22 2015Data for 0.4861 to 0.6563 祄.Surface: ImageSpatial Frequency units are cycles per mm.Modulation is relative to 1.0.Field: 0.00 degSpatial Frequency Tangential Sagittal 0.000000 1.000000 1.000000 0.500000 0.998070 0.998070 1.000000 0.996141 0.996141 1.500000 0.994214 0.994214 2.000000 0.992289 0.992289 2.500000 0.990367 0.990367 3.000000 0.988448 0.988448

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