设计实例zemax设计照相物镜详细过程学习教案

1、会计学1设计实例设计实例zemax设计照相物镜详细过程设计照相物镜详细过程第一页，编辑于星期二：九点 九分。光学设计流程光学设计流程第1页/共59页第二页，编辑于星期二：九点 九分。光学设计初始结构方法光学设计初始结构方法1 1、计算法、计算法2 2、计算结合经验法、计算结合经验法3 3、经验法、经验法4 4、查资料法、查资料法( (孔径、视场、波长、孔径、视场、波长、焦距，整体缩放焦距，整体缩放) )第2页/共59页第三页，编辑于星期二：九点 九分。查资料法查资料法: :确定初始结构确定初始结构第3页/共59页第四页，编辑于星期二：九点 九分。查资料法查资料法E.F.L-Effective

2、Focus Length （有效焦距）B.F.L-Back Focus Length （后工作距）FNo.-F Number （相对孔径）F.A.-Field Angle (视场角)第4页/共59页第五页，编辑于星期二：九点 九分。照相物镜设计实例照相物镜设计实例照相物镜的技术指标要求照相物镜的技术指标要求：焦距：焦距：f=9.6mm；焦距：焦距：f=9.6mm；相对孔径相对孔径D/f不小于不小于1/2.8；图像传感器为图像传感器为1/2.5英寸的英寸的CCDCCD，成像面大小为成像面大小为4.32mm5.76mm；后工作距后工作距5mm在可见光波段设计在可见光波段设计( (取取d d、F F

3、、C C三种色光，三种色光，d d为主波长为主波长) )；1m1m成像质量，成像质量，MTF MTF 轴上轴上 40% 100 lp/mm 轴外轴外0.707 35%100 lp/mm最大畸变最大畸变1%1/2.8；u像高：像高：y=sqrt（5.762+4.322)/2=3.6mmu视场角：视场角：atan（y/f）=20.55度度u后工作距后工作距5mmu反远距比：反远距比：5/9.6=0.5208u在可见光波段设计在可见光波段设计( (取取d d、F F、C C三种色光，三种色光，d d为主波长为主波长) )；u5m5m成像质量，成像质量，MTF MTF 轴上轴上40%100 lp/mm

4、 轴外轴外0.707 35%100 lp/mmu最大畸变最大畸变1%5.76mm4.32mm第7页/共59页第八页，编辑于星期二：九点 九分。E.F.L-Effective Focus Length （有效焦距）B.F.L-Back Focus Length （后工作距）FNo.-F Number （相对孔径）F.A.-Field Angle (视场角)Step 2:Step 2:确定初始结构确定初始结构第8页/共59页第九页，编辑于星期二：九点 九分。Step 3:Step 3:输入初始结构输入初始结构( (上上一页的上面一组数据一页的上面一组数据第9页/共59页第十页，编辑于星期二：九点

5、九分。第10页/共59页第十一页，编辑于星期二：九点 九分。第11页/共59页第十二页，编辑于星期二：九点 九分。第12页/共59页第十三页，编辑于星期二：九点 九分。第13页/共59页第十四页，编辑于星期二：九点 九分。第14页/共59页第十五页，编辑于星期二：九点 九分。v=55.4 r6=-27.006第15页/共59页第十六页，编辑于星期二：九点 九分。第16页/共59页第十七页，编辑于星期二：九点 九分。OBJ任何操作）；第17页/共59页第十八页，编辑于星期二：九点 九分。第18页/共59页第十九页，编辑于星期二：九点 九分。第19页/共59页第二十页，编辑于星期二：九点 九分。S

6、tep 4:Step 4:输入孔径类型输入孔径类型/ /波长波长第20页/共59页第二十一页，编辑于星期二：九点 九分。Step 5:Step 5:同比缩放同比缩放第21页/共59页第二十二页，编辑于星期二：九点 九分。第22页/共59页第二十三页，编辑于星期二：九点 九分。或或第23页/共59页第二十四页，编辑于星期二：九点 九分。第24页/共59页第二十五页，编辑于星期二：九点 九分。第25页/共59页第二十六页，编辑于星期二：九点 九分。第26页/共59页第二十七页，编辑于星期二：九点 九分。Step 6:Step 6:视场设置视场设置第27页/共59页第二十八页，编辑于星期二：九点 九

7、分。Step 7:Step 7:优化优化第28页/共59页第二十九页，编辑于星期二：九点 九分。第29页/共59页第三十页，编辑于星期二：九点 九分。第30页/共59页第三十一页，编辑于星期二：九点 九分。评价函数操作数评价函数操作数1、像差、像差 SPHA(球差球差)、COMA(彗差彗差)、ASTI(像散像散)、FCUR(场曲场曲)、 DIST(畸变畸变)等等2、调制传递函数、调制传递函数 MTFT(子午面传递函数子午面传递函数)、MTFS(弧矢面弧矢面MTF)、MTFA等等3、基本光学特性、基本光学特性 EFFL(焦距焦距)、PMAG(近轴放大率近轴放大率)、AMAG(角放大率角放大率)、

8、 EXPP(出瞳距出瞳距)、ISFN(像方像方F数数)等等4、边界约束条件、边界约束条件 CTGT(中心厚度大于中心厚度大于)、CTLT(中心厚度小于中心厚度小于)、ETGT、 ETLT（边缘厚度小于）、（边缘厚度小于）、CVGT（曲率大于）、（曲率大于）、CVLT5、基本计算、基本计算 Abso(绝对值绝对值)、ASIN、COSI等等第31页/共59页第三十二页，编辑于星期二：九点 九分。第32页/共59页第三十三页，编辑于星期二：九点 九分。边界约束条件：边界约束条件： 两种方法：两种方法： CTGT(中心厚度大于中心厚度大于)、CTLT(中心厚度小于中心厚度小于)、ETGT、ETLT、C

9、VGT、 CVLT等等 缺省优化函数缺省优化函数第33页/共59页第三十四页，编辑于星期二：九点 九分。（3）优化）优化第34页/共59页第三十五页，编辑于星期二：九点 九分。第35页/共59页第三十六页，编辑于星期二：九点 九分。MTFTEnterFreq100，在Target中输入第36页/共59页第三十七页，编辑于星期二：九点 九分。第37页/共59页第三十八页，编辑于星期二：九点 九分。第38页/共59页第三十九页，编辑于星期二：九点 九分。第39页/共59页第四十页，编辑于星期二：九点 九分。第40页/共59页第四十一页，编辑于星期二：九点 九分。第41页/共59页第四十二页，编辑于

10、星期二：九点 九分。第42页/共59页第四十三页，编辑于星期二：九点 九分。第43页/共59页第四十四页，编辑于星期二：九点 九分。第44页/共59页第四十五页，编辑于星期二：九点 九分。第45页/共59页第四十六页，编辑于星期二：九点 九分。第46页/共59页第四十七页，编辑于星期二：九点 九分。第47页/共59页第四十八页，编辑于星期二：九点 九分。第48页/共59页第四十九页，编辑于星期二：九点 九分。第49页/共59页第五十页，编辑于星期二：九点 九分。第50页/共59页第五十一页，编辑于星期二：九点 九分。第51页/共59页第五十二页，编辑于星期二：九点 九分。第52页/共59页第五

11、十三页，编辑于星期二：九点 九分。Step 8:Step 8:像质评价像质评价第53页/共59页第五十四页，编辑于星期二：九点 九分。第54页/共59页第五十五页，编辑于星期二：九点 九分。Step 9:Step 9:给出报告给出报告电子文件（电子文件（zemax初始数据文件初始数据文件,整个原理优化计算设计过程整个原理优化计算设计过程ppt形式形式),(班级姓班级姓名名)题目题目.ZMX, ,(班级姓名班级姓名)题目题目. ppt 打包，（交纸质报告之前完成）打包，（交纸质报告之前完成）纸质报告（纸质报告（A4纸撰写，纸撰写，4000字以上）：各班班长或学习委员字以上）：各班班长或学习委员收

12、齐每位同学报告后收齐每位同学报告后，下午，下午3点到点到5点点30之间，交到南五楼之间，交到南五楼-510。第55页/共59页第五十六页，编辑于星期二：九点 九分。第56页/共59页第五十七页，编辑于星期二：九点 九分。评价函数操作数1、像差SPHA( 球差)、COMA( 彗差)、ASTI( 像散)、 FCUR( 场曲)、 DIST( 畸变)等2、调制传递函数MTFT( 子午面传递函数)、MTFS( 弧矢面MTF) 、MTFA 等 3、基本光学特性EFFL( 焦距)、PMAG( 近轴放大率)、AMAG( 角放大率)、EXPP( 出瞳距)、ISFN( 像方F数)等4、边界约束条件CTGT( 中心厚度大于)、CTL