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    [原創(chuàng)]光學(xué)設(shè)計(jì)自學(xué)高階優(yōu)化 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2022-06-01
    光學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)除了找初始結(jié)構(gòu),經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師能夠依賴自己的豐富經(jīng)驗(yàn)從無(wú)到有生成初始結(jié)構(gòu)。有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師往往能根據(jù)需求方提出的像質(zhì)要求,在了解鏡頭焦距、孔徑以及視場(chǎng)等參數(shù)的前提下,決定采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)還是復(fù)雜結(jié)構(gòu),大致需要幾組、幾片透鏡,正、負(fù)透鏡如何組合,光焦度如何分配,能夠大致搭建光學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)并根據(jù)色差校正的基本原理提出初步的透鏡材料搭配方案,然后將初步搭建的光學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)輸入光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件(如ZEMAX、CODEV等),根據(jù)二維圖中顯示的結(jié)構(gòu)與光線走向再手工修改參數(shù),光線沒(méi)有明顯錯(cuò)亂,并能達(dá)到像平面后就可以編寫(xiě)優(yōu)化操作數(shù)進(jìn)入優(yōu)化步驟,優(yōu)化過(guò)程中再根據(jù)像質(zhì)變化情況施加人工干預(yù)直到設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。這里總結(jié)一些常用的經(jīng)驗(yàn)法則: X9-WU\?UC  
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    1、對(duì)同一類型的光學(xué)系統(tǒng),如果不采用特殊面型的話,像質(zhì)要求與系統(tǒng)復(fù)雜程度密切相關(guān)。 W0 n?S "  
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    2、通常需要采用正負(fù)光焦度透鏡組合來(lái)校正像差,如果對(duì)像質(zhì)有一定的要求,就不要寄希望于僅使用若干正透鏡或者負(fù)透鏡,除非是如聚光鏡那樣的照明系統(tǒng)或?qū)μ囟ㄎ恢贸赏晟葡竦凝R明透鏡系統(tǒng)。 b4R;#rm  
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    3、每個(gè)光學(xué)表面不要承擔(dān)太大的光焦度.即光線在各透鏡表面上的偏角不要太大,光線與光軸的夾角不要大起大落。因?yàn)楣饩在表面上的偏角越大,該表面的相對(duì)孔徑也就越大,所產(chǎn)生的高級(jí)像差越大,這會(huì)導(dǎo)致像差平衡困難。 lA/.4"nN  
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    4、對(duì)于寬光譜成像系統(tǒng)則必須考慮色差問(wèn)題,這就要求采用不同的光學(xué)材料組合,并且越是長(zhǎng)焦距系統(tǒng),色差的影響就越嚴(yán)重,有的需要采用超低色散材料.如螢石等。只要是需要校正色差的光學(xué)系統(tǒng),總要用到冕牌玻璃和火石玻璃的組合,通常在正光焦度的光組中,正透鏡用冕牌玻璃,負(fù)透鏡用火石玻璃;而在負(fù)光焦度的光組中,負(fù)透鏡用冕牌玻璃、正透鏡用火石玻璃。半導(dǎo)體光學(xué)材料在中遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)中所起的作用也相當(dāng)于冕牌玻璃和火石玻璃。 Sk6B>O