zemax光学设计-案例6-照相物镜-双高斯物镜优化

发布时间 2023-07-11 11:22:09作者: UanxZzz

案例6_照相物镜-双高斯物镜优化

1、 波长:白光

2、 EFFL = 75mm

3、 F# = 3

4、 视场 :像高24*36mm 对角线一半作为像高21.6mm

假设CCD按1080p计算,则单个像元尺寸大小约4.3um, RMS应<2.16um (RMS<1/2像元尺寸)

衍射频率极限 = 1/λ*F# = 627lp/mm

5、 玻璃边界条件:2-12-2

6、 后工作距离/后截距>40mm

(法兰截距:CCD到结构靠面的距离

后焦距:像方主点H’到像面距离)

性能要求:MTF@30lp/mm>0,8 MTF@50lp/mm > 0.6

(奈奎斯特频率 Vc = 1/2xpixal size = 1/8.6 x10^3 = 116lp/mm 实际只需要在0.8Vc处MTF大于0.3即可)

初始结构选择:选自zemax自带的双高斯结构 sc_dbga1.zmx

焦距缩放(本身就是75mm 本次案例不用缩放)

观察厚度是否有明显过薄情况-无则继续优化,有则一步一步加厚并优化直到满足工艺条件

设置视场

决定波长

观察光阑像差,决定是否开启光线追迹

结果不好,需要开启光线追迹

设置曲率半径为变量(最后一面用来固定F/# 且光阑面曲率不变)

设置评价函数与边界条件(使用spot)

优化并分析结果

(大像差时先看 几何MTF)

初步优化效果一般

添加厚度与空气间隔作为变量,并将后截距操作数CTLT加入到评价函数中

像质有了一定提升,但是MTF仍然仍然不够

此时有两种方法:1、使用wavefront进行优化,添加MTFT/MTFS操作数对MTF曲线优化 ; 2、使用对比度评价函数优化

方法一:改用wavefront进行优化,添加MTFT/MTFS操作数对MTF曲线优化

效果一般

加入玻璃替换,进行锤优化

 

 

 

 

 

 

 

有提升,但是效果一般

方法二:改用对比度优化

可以看得出来对比度优化MTF曲线效果非常好