一種大孔徑大視場CCD照相物鏡的ZEMAX設(shè)計(jì)過程

本文用ZEMAX設(shè)計(jì)了一款CCD照相物鏡。僅供初學(xué)ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)的人參考。

本文中CCD照相物鏡的參數(shù)有下：

視場大?。?0°

相對孔徑比：1：1.5

靶面大?。?/3英寸——寬8.8mm*高6.6mm，對角線11mm。

焦距計(jì)算：

首先，選取一個(gè)初始結(jié)構(gòu)（初始的結(jié)構(gòu)已經(jīng)被我整成最后優(yōu)化好的結(jié)構(gòu)了，初始的那個(gè)也沒有保存，就不貼出來了。最后結(jié)果我會將數(shù)據(jù)貼出來的），根據(jù)需要對此結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)之前，需要先在ZEMAX輸入以下條件。

1. 相對孔徑：1：1.5。在zemax中按照以下輸入，點(diǎn)擊確定即可。當(dāng)然也可以直接輸入孔徑的大小。

當(dāng)然也可以直接輸入孔徑的大小。如下圖所示，孔徑大小為：f/1.5=6.35mm。

2. 視場。按下圖輸入數(shù)據(jù)即可。

3. 波長。如果沒有特殊的要求，我們一般會輸入可見光，在左下選F,d,C，選擇然后確定，即可。如下圖所示，當(dāng)然也可進(jìn)行直接輸入數(shù)據(jù)。

優(yōu)化：參數(shù)設(shè)完之后下來開始優(yōu)化了。

優(yōu)化—編輯—點(diǎn)擊優(yōu)化函數(shù)，如下圖所示：

EFFL：焦距函數(shù)，用它來控制焦距。Target（目標(biāo)）里面填寫你要達(dá)到的目標(biāo)。我們這里填9.52

MTFT:優(yōu)化傳函。FREQ：60，目標(biāo)：0.55。

DIMX:控制畸變。在大視場物鏡中，畸變將成為一個(gè)棘手的問題。在此，一定要添加優(yōu)化畸變函數(shù)。當(dāng)然在小視場設(shè)計(jì)中，也可不添加?；兾覀兊哪繕?biāo)是在0.2左右。

優(yōu)化函數(shù)設(shè)好之后，我們開始優(yōu)化了。優(yōu)化點(diǎn)擊：

選擇次數(shù)建議一開始優(yōu)化的時(shí)候不要選擇自動，因?yàn)檫@樣往往與你的結(jié)果相差甚遠(yuǎn)。我基本上會選擇5次。再最后看結(jié)果的時(shí)候才會點(diǎn)擊50次或者無限次。還有，為了看畸變，場曲方便，盡量選擇自動更新。

分析：分析中肯定要看畸變和場曲，縱向色差，MTFT函數(shù)。點(diǎn)列圖等等。

場曲和畸變：如下圖所示

縱向像差：如下圖所示：

MTF曲線：藍(lán)色線為0視場，超過0.55。達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

二維示意圖如下圖：

本文的鏡頭數(shù)據(jù)：

審核編輯：湯梓紅