光闌的移動(dòng)對(duì)像差的控制
2h IM!wQ 【說明】
X#Y0g`muW 這個(gè)教程是參照Lens Design 的6.3 章節(jié)內(nèi)容編寫的。目的是總結(jié)一下個(gè)人學(xué)習(xí)的體會(huì)。發(fā)表出來的原因是供光學(xué)設(shè)計(jì)的同行相互學(xué)習(xí)和交流。我發(fā)現(xiàn),國外的教科書的最大好處就是,它們在你看的時(shí)候,時(shí)刻調(diào)動(dòng)你的腦子;就是說在教你數(shù)數(shù)的時(shí)候,也是12345 789,然后問你中間應(yīng)該是什么?而不是像國內(nèi)的很多教科書一樣,直接說123456789,這樣容易給學(xué)生帶來惰性,而僅僅是簡單去背誦,這樣的壞處是可能抑止了學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)造性。我一向認(rèn)為中國的背誦功夫是世界一流的J。
/[q6"R!uMz Cf91#%:cN 【正文】
&;&i#ZO 我們知道通過彎曲單透鏡的曲率,可以對(duì)球差進(jìn)行控制(問:為什么彎曲單透鏡曲率就可以控制球差?);但是在單透鏡曲率不變而且尺寸也不變化的時(shí)候,移動(dòng)光闌的位置不會(huì)對(duì)球差有任何影響;(為什么?)但是光闌的移動(dòng)確會(huì)引起慧差和像散的變化。對(duì)于這些離軸的像差,我們隨后的章節(jié)將會(huì)更詳細(xì)的說明和解釋。
lr=? &>MXj 這里我們僅僅說明光闌的移動(dòng)對(duì)像差的影響,我們采用的例子是一個(gè)單透鏡,對(duì)等凸透鏡。采用BK7 玻璃,焦距是400,開始的光闌在第一面上。光闌的口徑是40,視場角是5度。透鏡的厚度是4。請(qǐng)先把這個(gè)透鏡情況,通過計(jì)算放置在ZEMAX 文件中。(問:透鏡的曲率項(xiàng)目,也就是zemax 中的半徑項(xiàng)目是如何計(jì)算和確定的?)
D\}^<HW 由于透鏡的厚度,一開始這個(gè)透鏡的焦距不是嚴(yán)格的400,我們可以通過如下的方式進(jìn)
Qo4]_,kR 行調(diào)整:在透鏡兩個(gè)面的半徑上都設(shè)置器為變量,也就是半徑的后邊有個(gè)“V”(如何設(shè)置?)。
Q]S~H+eRy 然后在最后一面的厚度上設(shè)置M-solve 參數(shù)(如何設(shè)置?),確定到后焦距的距離。
%nSm 32/t3 然后在優(yōu)化參數(shù)的編輯器MFE 上,按照下邊的設(shè)置(如何設(shè)置?):
S*Qip,u Operand Target Weight
sG=D(n1 EFFL 400 1
-Ds}kdxw 然后進(jìn)行優(yōu)化,我們發(fā)現(xiàn)焦距現(xiàn)在是精確的400。
[ %cW ?@ 觀察最后的結(jié)果,我們可以注意到,透鏡的曲率都有變化,但這個(gè)透鏡仍然是對(duì)等雙凸透鏡(zemax 本身優(yōu)化方法確定),這個(gè)和在最后一個(gè)面的曲率上采用F-solve 的方式是不一樣的,F(xiàn)-solve 通過單獨(dú)調(diào)整后一個(gè)面的曲率確保焦距達(dá)到用戶需要的數(shù)。(問:F-solve 的原理是什么?M-solve 找到的焦點(diǎn)位置,是什么樣的焦點(diǎn)位置?)
ZNuz%VO 現(xiàn)在我們繼續(xù),設(shè)置MFE 如下的參數(shù):
.__XOd}K Operand Target Weight