ZEMAX光学设计——目镜设计1

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123456806 发表于 2023-3-9 19:23:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
本节内容包括:惠更斯目镜、冉斯登目镜和凯尔纳目镜设计。
一. 设计案例一:惠更斯目镜

惠更斯目镜是最常见的目镜结构,由两块冕牌平凸透镜组成,两片的平面都对着眼,相互之间的间隔约等于后镜的焦距,

  • 设计规格:
入瞳:4mm
视场:15°
波长范围:510nm,560nm和610nm
焦距:28mm
2. 设置入瞳

ZEMAX光学设计——目镜设计1-1.jpg
3. 设置视场

ZEMAX光学设计——目镜设计1-2.jpg
4. 设置波长

ZEMAX光学设计——目镜设计1-3.jpg
5. 编辑lens data

ZEMAX光学设计——目镜设计1-4.jpg
6. 此时的2D Layout:

ZEMAX光学设计——目镜设计1-5.jpg
再得到光程差图:

ZEMAX光学设计——目镜设计1-6.jpg
惠更斯目镜的基本结构已经设置完毕,当然可以在优化里设置最小光斑优化参数,但是这一步会放在整体系统中一起完成。从光程差图中可以发现,此目镜轴外视场像差较大,但是三条波长光直接的光程差倒是挺小,色差不是很大。

二. 设计案例二:冉斯登目镜

冉斯登目镜同样由两片冕牌平凸透镜组成,不同的是这两个透镜是凸面相对,平面朝外,透镜间距是后目镜的0.85左右,此款目镜较惠更斯透镜改善了接目距和像位置,但是色差比较大。

  • 设计规格:
入瞳:4mm
半视场:15°
波长范围:510nm,560nm和610nm
焦距:28.2mm
2. 设置入瞳

ZEMAX光学设计——目镜设计1-7.jpg
3. 设置视场

ZEMAX光学设计——目镜设计1-8.jpg
4. 设置波长

ZEMAX光学设计——目镜设计1-9.jpg
5. 输入透镜参数

ZEMAX光学设计——目镜设计1-10.jpg
6. 光路图和光程差图

ZEMAX光学设计——目镜设计1-11.jpg

ZEMAX光学设计——目镜设计1-12.jpg
有光程差图可知,此款目镜的色差和轴外像差都比惠更斯目镜大。

三. 设计案例三:凯尔纳目镜

Kellner目镜的明显变化是将接目镜做成了消色差双合镜。这种变化可以修正此前两种目镜中存在的轴外色差问题,其半视场也会增大,因此此目镜不适用于要求舒适的目视仪器设计。

  • 凯尔纳目镜设计规格:
入瞳直径:4mm
半视场:22.5°
波长范围:0.51μm,0.55μm,0.61μm
焦距:27.9mm

2. 入瞳直径设置

ZEMAX光学设计——目镜设计1-13.jpg
3. 视场设置

ZEMAX光学设计——目镜设计1-14.jpg
4. 波长设置

ZEMAX光学设计——目镜设计1-15.jpg
5. 输入lens data

ZEMAX光学设计——目镜设计1-16.jpg
6. 查看光路图和像差畸变图

ZEMAX光学设计——目镜设计1-17.jpg

ZEMAX光学设计——目镜设计1-18.jpg
7. 像散和畸变:

ZEMAX光学设计——目镜设计1-19.jpg
可以看到此款目镜的轴外色差是比较小的,不同波长的场曲和畸变率基本相同。
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飘渺九月 发表于 2023-3-9 19:24:01 | 显示全部楼层
所以你需要光学镜片吗?
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