Zemax光学设计实例（46）---一个库克三分离物镜的设计

导论：

三分离物镜也称为Cooke三分离物镜，是Harold Dennis Taylor在1894年设计的。

设计消像散物镜要有足够的自由度。

为了降低匹兹伐和，在设计这类物镜时，第一透镜和第三透镜选用同一种高折射率冕牌玻璃，中间的第二透镜采用低折射率的火石玻璃。

设计一个焦距5in，f/3.5的三分离透镜。

ZEMAX仿真：

（1）系统建模：

由设计要求，在“Units”的“Lens Units”选择“inches（英寸）”。如下图：

在孔径类型中选择“Paraxial Working F/#”，并根据设计要求输入“3.5”；

如下图：

在Field Data里只输入1个0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：

然后将初始结构数据都输入到LDE中，如下图：

然后查看下2D Layout，如下图：

（2）系统优化：

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“RMS+Wavefront+Centroid”。“Rings”选项为“4”， “Arms”选项为“8”。

增加以下操作数：

EFFL操作数，控制控制系统焦距为5，权重为100；

MNEG操作数，控制最小玻璃边缘厚度为0.08，权重为10；

MNCG操作数，控制最小玻璃中心厚度为0.15，权重为10；

MNEA操作数，控制最小空气边缘厚度为0.02，权重为10；

MNCA操作数，控制最小空气中心厚度为0.02，权重为10；

DISC操作数，标准畸变为0，权重为1；

CTGT操作数，用于控制第7面的中心厚度，大于3，权重为1；

如下图所示：

打开LDE，将各个透镜的半径和透镜厚度与间距设置为变量，如下图所示：

点击OPT开始优化。

查看此时的2D Layout：

优化后的点列图：

查看光扇图：

查看MTF：