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Zemax光学设计实例（80）---如何翻转整个光学系统

2021-12-20 11:06| 发布者：Davis| 查看：3400| 评论：0|原作者: 小小光08

摘要：本文介绍了如何在Zemax中使用翻转元件功能来翻转整个光学系统，以及合理调整翻转后的系统。涉及到孔径类型、光瞳像差、近轴光线瞄准、视场点和系统孔径等知识点。实例以Cooke三分离物镜为例，详细解释了如何操作。

导论：

在使用Zemax进行光学设计时，有时需要将一个光学系统翻转过来分析，这样可以使分析变得简单明了。在Zemax中提供了翻转元件（Reverse Elements）功能可以实现这样的操作。

本文用一个简单的实例来演示如何翻转整个光学系统，以及如何合理调整翻转后的系统。

（1）原始光学系统

我们以Cooke三分离物镜作为例子来演示如何翻转整个光学系统。

Cooke三分离物镜的实例可以参考Zemax光学设计实例（46）---一个库克三分离物镜的设计。

（2）翻转光学系统

首先，将孔径类型修改为“Float By Stop Size”，这是因为它在光学系统翻转前后都可以使用。如果一个光学系统的孔径类型不能设置为“Float By Stop Size”，那就考虑如何将系统的像空间孔径定义转换到物空间（如，将入瞳直径与出瞳直径互换）。

然后，即使原本的系统没有光瞳像差，翻转后的新系统也可能有光瞳像差。所以，我们需要打开近轴光线瞄准。我们可以在光线瞄准 (Ray Aiming) 中选择近轴 (Paraxial) 实现这一步操作。

第三，为了防止翻转后系统尺寸发生改变，我们把每个面的半径值锁定住。这一步可通过选择LDE工具栏上的将半直径转化为表面孔径 (Convert Semi-Diameters to CircularApertures) 轻松实现。

第四，我们还需考虑在翻转后的系统中如何定义视场点，所以你需要知道原光学系统中，每个视场主光线在像面上的位置或角度数据。如果原光学系统在像空间是聚焦的，那么我们可以用“角度 (Angle)”或“物高 (Object Height)” 来定义视场类型。如果原光学系统是无焦的，则需要采用“角度 (Angle)” 视场类型，并根据原光学系统的光线数据，手动输入主光线的入射角度。这些数据可以从参考主光线的点列图上读出。