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混合非序列模式设计物镜焦距100mm口径为20mm在其后方50mm处放置一等腰直角棱镜.docx

文档编号：3934954
上传时间：2022-11-26
格式：DOCX
页数：8
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混合非序列模式设计物镜焦距100mm口径为20mm在其后方50mm处放置一等腰直角棱镜

混合非序列模式设计

小组成员：

执笔人：

1.设计一个如图所示的光学系统。

要求为：

物镜焦距100mm，口径为20mm，在其后方50mm处放置一等腰直角棱镜。

光源波长550nm，只考虑对轴上无限远成像，棱镜材料选用BK7。

（1）请手工计算所需棱镜的最小尺寸，以及像平面距离棱镜出射表面的距离，并画出光路图。

（2）请在Zemax中利用混合模式法进行该系统的设计与优化。

解：

（1）作出将棱镜展开为玻璃平板，再次等效为空气平板后的传输等效光路图如下：

图一等效光路图

由三角形相似原理易得，棱镜的第一个面的等效直径为D=10mm，等腰直角

棱镜展开的玻璃板厚度为：

，因此所需棱镜的最小尺寸为：

直角边边长为10cm的等腰直角三角形。

此时平行玻璃板的等效空气层厚度为：

所以像平面距离棱镜出射表面的距离为：

（2）i.系统的设计：

1.首先设置lens基本参数如下：

2.将波长设置为550nm：

3.将视场设置为轴上无限远：

4.设置NSC表面参数，入口及出口相对于入口的方式：

5.编辑非序列元件（注意此时为了使直角棱镜的样式符号要求，要将Z轴旋转180°）：

6.此时3D光路图如下所示：

7.赛德尔模型图如下：

（2）ii.系统优化：

改变物镜的曲率半径、棱镜出射面到像面的距离（设置为可变），利用评价函数对成像质量进行优化，优化前和优化后的对比图如下所示（左为优化前，右为优化后）：

点列图对比

显示爱里斑点列图对比

球差曲线对比

波前图对比

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关键词：: 混合序列模式设计物镜焦距 100 mm 口径 20 其后 50 放置等腰直角棱镜

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