Zemax操作35--双高斯镜头优化

要求：

双高斯镜头是传统的单反相机镜头

相对孔径：1/3

焦距：75mm

可见光

视场由一个圆定义，圆的直径是胶片的对角线，像高21.6mm

畸变小于1%

玻璃的边界条件最小边缘/中心2mm，最大12mm

后焦距至少40mm，用于镜面间隔

评价指标：

比较专业的评价指标是: MTF在30cy/mm处>80%,在50cy/mm处>60%

20%是人眼可以区分的极限，所以一般要求都会在这个以上

离轴市场会更差，但尽可能获得最佳结果：

--假设在30cy/mm处下降到>50%,在50cy/mm下降到>40%

这种相机通常要求在中心视场获得最好的成像效果才有意义

设计：

打开ZEMAX的案例文件，在sample中搜索dbga1即可

我们设置视场，这里用近轴像高表示（0、0.707、1）倍的要求像高21.6mm

再设置波长FDC

一般要求镜片直径要大于通光孔径，所以我们再系统孔径那里设置1mm的净口径余量

然后选择快速聚焦，并勾选质心来缩小光斑

发现此时光斑还是偏大

直接打开优化向导，设置约定数

DIMX：控制最远视场的畸变小于1

CTGT：控制最后一个面到像面的距离大于40（后焦距）

我们把这些透镜的曲率和厚度设为变量，避开光阑面

执行优化

打开FFT MTF图，设置截止频率为50

打开光线相差图，发现后两个视场慧差和像散都比较大

打开光程差图，第三个视场光程差基本达到5个波长

继续再优化函数中插入MTF的操作数

对于轴对称视场，子午（S）和弧矢（T）方向MTF相同，所以只需要考虑其中一个方向

MTFA：控制子午和弧矢方向MTF平均值

MTFS/MTFA：控制子午或弧矢方向MTF值

OPGT：控制操作数大于某一值，只有评价函数超规才会起作用

在这里我们控制的目标要稍微大于要求目标

优化之后我们发现它的轴上视场MTF已经达到要求，但是离轴MTF我们需要继续优化

思路：--更换玻璃材料 --增加透镜数量 --增加非球面表面 --在超规的地方，试着加大权重 --尝试锤型优化

这时发现9面的厚度可以设为变量，前面没有设置，再优化，发现满足要求

经验：

MTF随着波前差趋于0而改善，因此对波前差优化是获得MTF的最佳途径

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