zemax設(shè)計實例及課程設(shè)計

成像物鏡設(shè)計2021/6/281光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計過程光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計過程：一、確定設(shè)計指標二、光學(xué)系統(tǒng)外形尺寸計算，可行性分析，設(shè)計指標修正三、光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設(shè)計四、像差平衡，必要時修改初始結(jié)構(gòu)五、像質(zhì)評價與公差分析六、繪制光學(xué)系統(tǒng)圖、零件圖（我們不要求）七、完成設(shè)計報告2021/6/282光學(xué)設(shè)計流程2021/6/283光學(xué)設(shè)計初始結(jié)構(gòu)方法1、計算法2、計算結(jié)合經(jīng)驗法3、經(jīng)驗法4、查資料法(孔徑、視場、波長、焦距，整體縮放)2021/6/284查資料法E.F.L----EffectiveFocusLength

（有效焦距）B.F.L----BackFocusLength

（后工作距）FNo.----FNumber

（相對孔徑）F.A.----FieldAngle(視場角)2021/6/285照相物鏡設(shè)計實例照相物鏡的技術(shù)指標要求：焦距：f’=9.6mm；焦距：f’=9.6mm；相對孔徑D/f’不小于1/2.8；圖像傳感器為1/2.5英寸的CCD，成像面大小為4.32mm×5.76mm；后工作距>5mm在可見光波段設(shè)計(取d、F、C三種色光，d為主波長)；1m成像質(zhì)量，MTF軸上>40%@100lp/mm

軸外0.707>35%@100lp/mm最大畸變<1%2021/6/286Step1:確定照相物鏡的基本性能要求焦距：f’=9.6mm；FNo.>1/2.8；像高：y’=sqrt（5.76^2+4.32^2)/2=3.6mm視場角：atan（y’/f’）=20.55度后工作距>5mm反遠距比：>5/9.6=0.5208在可見光波段設(shè)計(取d、F、C三種色光，d為主波長)；5m成像質(zhì)量，MTF軸上>40%@100lp/mm

軸外0.707>35%@100lp/mm最大畸變<1%5.76mm4.32mm2021/6/287Step2:確定初始結(jié)構(gòu)2021/6/288Step3:輸入初始結(jié)構(gòu)2021/6/289Step4:輸入孔徑類型/波長2021/6/2810Step5:同比縮放2021/6/2811或2021/6/2812Step6:視場設(shè)置2021/6/2813Step7:優(yōu)化2021/6/28142021/6/28152021/6/2816評價函數(shù)操作數(shù)1、像差

SPHA(球差)、COMA(彗差)、ASTI(像散)、FCUR(場曲)、

DIST(畸變)等2、調(diào)制傳遞函數(shù)

MTFT(子午面?zhèn)鬟f函數(shù))、MTFS(弧矢面MTF)、MTFA等3、基本光學(xué)特性

EFFL(焦距)、PMAG(近軸放大率)、AMAG(角放大率)、

EXPP(出瞳距)、ISFN(像方F數(shù))等4、邊界約束條件

CTGT(中心厚度大于)、CTLT(中心厚度小于)、ETGT、

ETLT（邊緣厚度小于）、CVGT（曲率大于）、CVLT5、基本計算

Abso(絕對值)、ASIN、COSI等2021/6/2817邊界約束條件：兩種方法：

CTGT(中心厚度大于)、CTLT(中心厚度小于)、ETGT、ETLT、CVGT、CVLT等缺省優(yōu)化函數(shù)2021/6/2818（3）優(yōu)化2021/6/2819Step8:像質(zhì)評價2021/6/28202021/6/2821Step9:給出報告電子文件：學(xué)號.ZEX發(fā)到郵箱：ykong80@紙質(zhì)文件：SystemData，ReportGraphic6交給班長，收齊后交給我。2021/6/28222021/6/2823Step10：評分標準

設(shè)計結(jié)果應(yīng)達到指標要求，在同樣像質(zhì)情況下，片數(shù)少的得分比片數(shù)多的高，材料普通的得分比材料貴重的高；在同樣結(jié)構(gòu)情況下，最低的MTF值高的得分高，材料普通的得分高；同樣MTF的情況下，彌散斑小的比彌散斑大的得分高。2021/6/2824評價函數(shù)操作數(shù)1、像差SPHA(球差)、COMA(彗差)、ASTI(像散)、FCUR(場曲)、DIST(畸變)等2、調(diào)制傳遞函數(shù)MTFT(子午面?zhèn)鬟f函數(shù))、MTFS(弧矢面MTF)、MTFA等3、基本光學(xué)特性EFFL(焦距)、PMAG(近軸放大率)、AMAG(角放大率)、EXPP(出瞳距)、ISFN(像方F數(shù))等4、邊界約束條件CTGT(中心厚度大于)、CTLT(中心厚度小于)、ETGT、ETLTCVGT、CVLT5、基本計算AbSO(絕對值)、AS