ZEMAX光学设计实例（7）---一个双胶合物镜的设计（a doublet lens）

导论：

一个双胶合物镜的设计。

设计一个双胶合物镜，物距为无穷远，入瞳直径14mm，视场2ω=8度。

要求如下：

（1）优化后焦距为35mm；

（2）系统点列图均方根半径在最大视场处小于0.05mm。

（来自《光学设计教程》第3章课后习题）

设计流程：

（1）系统建模

首先输入系统特性参数，如下：

在General系统通用对话框中设置孔径和玻璃库。

在孔径类型中选择“Entrance Pupil Diameter”，并根据设计要求输入“14”；

在玻璃库标签中输入中国玻璃库“CHINA-LF”名称。

在视场设定对话框中设置5个视场（0，0.3，0.5，0.7，1视场），如下图：

在波长设定对话框中，选择F，d，C（visible）自动加入三个波长，如下图：

然后在LDE中输入初始结构，如下图：

为了将要评价的像面设为系统的焦平面，对第3面的厚度使用M解。

查看系统二维结构图，如下图：

（4）初始性能评价

查看系统的点列图，如下图：

从上面的点列图可以看出，在最大视场处的均方根半径不满足小于0.05mm（即50um）的设计要求。

（5）优化

首先设置评价函数。

打开MFE，选择“Tools-Default Merit Function”，在评价函数设置对话框中，选择默认的评价函数构成为“PTV+Wavefront+Centroid”。设置如下图：

点击OK后，系统已经根据上述设置自动生成了一系列控制像差的操作数。

增加EFFL操作数，控制系统焦距为35mm，权重为30，如下图所示：

返回LDE，为系统设置变量。将系统各表面半径设置为变量，如下图所示：

点击opt按钮执行优化，如下图：

优化后的系统二维结构图，如下图：

优化后的点列图，如下图：

从点列图可以看出，在最大视场处的均方根半径位31.323um，优于系统设定的技术要求。

同时，优化后的焦距为35.234mm，也符合系统设定的技术要求。