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ZEMAX光学设计实例（116）---一个高分辨率低畸变光学工业镜头的设计

2021-8-3 23:29| 发布者：optkt| 查看：1516| 评论：0|原作者: 小小光08

摘要：本文介绍了使用ZEMAX软件设计一个高分辨率低畸变的光学工业镜头的过程，涵盖了系统参数设置、初始结构设计和优化等内容。通过Hammer优化，设计出的镜头满足了指标要求，畸变与MTF都得到了有效控制。

设计要求：

设计一个高分辨率低畸变的光学工业镜头，指标如下：

焦距f`	近摄距	畸变	视场角2ω	波长范围	相对孔径
12mm	100mm	＜0.5%	49.25°	VIS	1/2.4

设计流程：

（1）系统参数设置

首先输入系统特性参数，如下：

在系统通用对话框中设置孔径。

在孔径类型中选择“Entrance Pupil Diameter”，并根据设计要求输入“5.0”；

在视场设定对话框中设置5个视场（0、0.3、0.5、0.707、1），要选择“Angle”，如下图：

在波长设定对话框中，选择F,d,C，如下图：

（2）初始结构

前组由5个镜片组成，后组由1个双胶合镜片和2个镜片组成，可变光阑位于前组与后组之间。

LDE的初始参数，如下图：

查看初始的2D Layout，如下图：

（3）优化

打开MFE，在评价函数设置对话框中，选择默认的评价函数构成为“RMS+Spot Radius+Centroid”。“Rings”选项为“3”， “Arms”选项为“6”。

增加以下操作数，如下图所示：

将各个镜片之间的距离设置为变量，如下图所示：

优化后的LDE，如下图：

查看2D Layout，如下图：

查看场曲/畸变：

最大视场的畸变为1.32%，还没有满足指标要求。

最大视场的MTF小于0.3，也没有满足指标要求。

然后，将每个镜片的材料设置为“Substituted”，再进行Hammer优化，优化后的LDE，如下图：

2D Layout，如下图：

点列图：

场曲/畸变:

MTF VS Field，如下图：

综上，经过Hammer优化后，畸变与MTF都满足了指标要求。

参考资料：

CN 106443975 A 《一种高分辨率低畸变光学工业镜头》

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