5.有限共轭距Cooke 物镜——zemax 学习笔记

原创 已于 2024-12-10 23:37:32 修改 · 929 阅读 · 7 ·
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#笔记 #人工智能 #学习

于 2024-12-08 20:51:02 首次发布

1.参考设计

2.实际操作

调出参考设计 【CK-8】

2.1 计算基本参数

这里面有些参数需要计算

像距 L：

2.2 调整基本参数

这里的F数与参考设计一致不用修改，在此之前先把光线追踪打开，这里的光阑像差较大需要打开光线追踪

修改视场角（全视场、0.7视场）

修改焦距

2.3 变量设置

曲率半径：除物面、光阑面、像面，其余面的曲率都设置为变量

厚度：物面的厚度就是本面到镜头第一面的距离，即物距（该物距由计算得出），其他厚度均设置为变量

2.4 操作数优化

优化质量为点列图

垂轴放大率

焦距

总长

这里有些混乱，总长可以不用理会

像距

大于15

注意事项

共轭距、垂轴放大率、焦距 三者参数选两者给权重就好，三个有公式限制的，给三个权重就会报错。

修改其他不合理项

优化成果

优化不理想

这里给点权重重新优化下

优化之后还是其他项又增加了，算了，用原版设计吧

2.5 锤型优化

锤一下

2.6 优化成果

4.4有限共轭距柯克物镜
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无限共轭显微镜与有限共轭显微镜
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，无限共轭显微镜和有限共轭显微镜在光学设计、应用优势和使用注意事项等方面存在显著差异。无限共轭显微镜因其灵活性和高分辨率在工业测量等领域有广泛应用，而有限共轭显微镜则因其经典设计和低成本在教学和科研领域占据一席之地。简单的无限共轭（远场校正）显微镜。左为有限共轭，右为无限共轭。
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目前最完整版光学设计ZEMAX操作数详解！除此之外还有数十个ZEMAX例子教你入门！
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在理想光学系统中，任意大小的物体能以任意宽的光束成一定倍率的像。当共轭距一定时，像的大小与物的大小成比例。在实际光学系统中，成像光束将会受到限制：成像系统中各个元件的大小有限，从而限制了物面上每一点发出并进入系统参与成像的光束的宽度；像面的大小有限，从而限制了能够清晰成像的物面范围。概念：光学系统中限制成像光束宽度和成像范围大小的通光孔，称为光阑（Stops）。光阑可以是成像光学元件的边框，也可以是专门设计的带有内孔的薄片。光阑的形状可以是圆形、方形或矩形，尺寸为定值或可变。
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频率分析和离散傅里叶变换——DSP学习笔记四
z754721的博客
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因而总共需要大约𝑁²次操作，利用DFT的快速实现算法：只需要大约𝑁 log2 𝑁 次操作。相同频率但不同相位的正弦信号的任何线性组合，都是有着相同频率但不同相位，且幅度可能受改变的正弦信号。复指数时间信号不同延迟版本的任何线性组合，等于该信号乘以一个复系数，由复系数决定其幅度和相位的变化。计算IDFT：对X[k]进行共轭，然后进行DFT得到再除以n，得到x[n[的共轭，然后取反共轭即可。频谱分析（使用DFT对连续时间信号的频率成分进行数值分析）基本思想：递归地将较长序列的DFT分解为较短序列的DFT。
工作距离及焦距的确定
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对观察微细结构的物镜，对其工作距一般没有什么特殊要求，物体往往就放在其前焦点附近；若对工作距离有特殊要求，有时采用反射式或折－反式物镜。作瞄准用的显微镜，其工作距离应能安全、可靠地满足测量要求（如不碰坏工件或镜头），且操作舒适，因而工作距离较长。若将物镜看成薄透镜，如图1所示，其中J为物距（此处即为工作距离）：J'为像距；L为共轭距，由使用要求及结构尺寸决定。它们应满足以下关系 　　式中，卩∞为物镜的横向（垂轴）放大率。 　　　　图1 物镜作为薄透镜成像       再从薄透镜成像公式可得 　　若按式（4-70c）箅得的工作距离不能满足使用要求，可采用图2所示的物镜结构，即
基于Zemax的双胶合望远物镜设计
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RMS光斑半径较小，无法进一步减小，认为已经优化完成。观察光扇图，子午垂轴像差在原点处斜率大，有一定的子午场曲。在对系统进行优化的过程中，先将求得的三个半径作为自变量，进行优化；本设计将上面求得的系统作为原始系统，用Zemax软件中的阻尼最小二乘法光学自动设计功能设计双胶合望远物镜。要求全部为零，它应等于物镜的像差和数加棱镜的像差和数，即双胶合物镜的像差和数为。为第一辅助光线在透镜上的投射高，如图所示，可以计算。为第二辅助光线在在透镜上的投射高，可以计算得出。根据已知条件，平行玻璃板本身的参数为。
ZEMAX | 如何对中间面进行优化
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ZEMAX | 如何对中间面进行优化 这篇文章将示范如何使用预设的评价函数( merit function )工具和 IMSF 操作数( operand )对任意面进行优化。（联系我们下载文章中的示范档案） 简介 在模拟软体中建构光学系统时，有时会必须对特定中间面( intermediate surface )进行优化的情形。步枪上的狙击镜系统就是一个具代表性的例子。这个系统将物体放置在无穷远处，并配合人眼的位置将入射光汇聚成像。此时，為了达到最好的聚焦结果，系统会对非原始成像面的某特定光学面
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zemax牛顿望远镜系统
【Zemax光学设计实训五】---牛顿式望远物镜设计
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用ZEMAX软件模拟设计一个焦距f'=1000mm，D/f'=1/5，入瞳直径为200mm的牛顿式望远物镜。在此设计过程中，学习反射式望远系统的设计，坐标转化，转折反射镜设置，通光孔径设置，非球面参数设置等；
高倍显微镜ZEMAX设计
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高倍（垂轴放大率β≥200）显微镜设计，包括物镜、目镜、总体设计（出入瞳匹配）等问题。
Zemax操作42--库克三片镜公差（三）
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Zemax操作6--激光扩束镜
lzy750750的博客
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开普勒型和伽利略型扩束结构 系统要求： 5mm输入，25mm输出，HeNe激光器（0.6328um），系统总长250mm，BK7镜，ptv值小于0.1波长，选择伽利略型扩束结构 操作： 勾选无焦像空间，净口径余量设置为1 先输入一部分镜头数据作为初始参数 如果镜片2是凸凸透镜 波前图--波前差为234个波长 设置变量 评价函数 厚度边界：最小中心厚度、最大中心厚度、最大边缘厚度 根据要求，扩束五倍，总长250mm 插入三个操作数 TTHI:提取系统总长.
反射式望远镜物镜设计实例
weixin_72050316的博客
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反射式望远镜物镜设计实例
我怎么在zemax文件中判断这是无限共轭距物镜
最新发布
10-12
<think>我们正在讨论如何在Zemax文件中判断物镜是否为无限共轭距。根据用户提供的引用[1]中的实例，该显微物镜明确标注为“无限共轭系统，适配200mm管镜”。在Zemax中，我们可以通过以下方法判断： 1. **检查系统设置中的物像共轭关系**： - 在Zemax的`System Explorer`中，`Aperture`类型通常设置为`Object Space NA`或`Float By Stop Size`，但更重要的是`General`中的`Conjugate`设置。 - 对于无限共轭物镜，物方（Object）设置为有限距离（如0），而像方（Image）应设置为无限远（Infinity）。具体路径：`System Explorer > General > Conjugate`，查看`Image`设置是否为`Infinity`。 2. **分析光路结构**： - 无限共轭物镜的最后一面（通常为镜筒末端）应输出平行光（即光线以平行于光轴的方向射出）。在Zemax中，可通过以下步骤验证： - 执行光线追迹（`Analyze > Ray Trace`）。 - 观察像方空间（Image Space）的光线方向：若所有视场的主光线在像方均为平行光（光线角度为0），则符合无限共轭特性。 3. **查看像面位置参数**： - 使用操作数`PRAM`读取像面位置。在`Merit Function Editor`中输入： ``` PRAM 7 1 ! 读取第7面（像面）的厚度参数 ``` 若该值为0或极小（表示像面位于无限远），则为无限共轭系统。或通过操作数`IMSF`检查像面是否在无限远。 4. **优化函数中的约束条件**： - 无限共轭物镜的设计通常会在优化函数（Merit Function）中加入操作数`REAY`或`REAZ`，约束像方光线角度为0（平行光）。例如： ``` REAY Surf=7 Hx=0 Hy=1 Px=0 Py=0 ! 检查像面（第7面）上边缘光线的Y方向高度 ``` 若边缘光线高度值很大（未聚焦），则说明是无限共轭。 5. **厚透镜数据表的物像位置**： - 在`Lens Data Editor`中： - 物面（Object Surface）的厚度设置为物距（如10mm）。 - 最后一面（像面）的厚度通常为0（象征无限远），且其后无聚焦元件（如管镜需单独建模）。 **具体操作示例**： 1. 打开Zemax文件，检查`System Explorer > General`： - `Object`：有限距离（如0或样本位置） - `Image`：`Infinity`（明确标注无限远）[^1]。 2. 执行光线追迹（快捷键`Ctrl+Shift+R`）： - 观察像方光线是否平行（光线角度$θ≈0$）。若光线发散或汇聚，则非无限共轭。 3. 使用`Analyze > Calculations > Paraxial Ray Trace`： - 查看像方焦点位置。若焦点距离（Back Focal Length）为无限大（显示为`INF`或极大值），则为无限共轭。 4. 检查系统是否包含管镜（Tube Lens）： - 无限共轭系统需与管镜配合使用。若Zemax文件中仅包含物镜（无管镜），且像面光线平行，则符合无限共轭特征。 §§相关问题§§ 1. 如何在Zemax中建模无限共轭物镜与管镜的配合系统？ 2. 有限共轭物镜在Zemax中的参数设置有何不同？ 3. 如何验证无限共轭物镜的波前差性能是否符合设计要求？ </think>在Zemax文件中判断物镜是否为无限共轭距，可通过以下专业方法进行验证： ### 一、核心参数检查法 1. **系统设置确认** - 在`System Explorer > General`中检查`Image Space`设置： - 无限共轭系统会明确标注`Infinity`（如图） - 有限共轭系统会显示具体数值（如160mm）[^1] - 验证`Tube Lens Focal Length`参数是否存在（典型值200mm） 2. **光阑面属性分析** 在`Lens Data Editor`中检查光阑面（Stop）后的光线特性： ```zemax ; 命令行输入： PRAM 6 1 ! 读取第6面（光阑面）后的光线角度 IF (RAY_ANGLE == 0) THEN TYPE = 'INFINITE_CONJUGATE' ``` 若输出光线角度$θ≈0°$（公差±0.1°），则为无限共轭设计。 ### 二、光线追迹验证法 1. **平行光测试** - 在物面设置准直光源（`Object Type: Infinite`） - 执行光线追迹（`Analyze > Ray Trace`） - **判断依据**： - 无限共轭：像方光束保持平行（无会聚点） ![无限共轭光线示意图](https://via.placeholder.com/300x150?text=Parallel+Rays+Output) - 有限共轭：像方出现明确焦点 2. **像面位置检测** 使用操作数检测像面位置： ```zemax IMSF ! 像面位置检测命令 ``` - 返回值$d_i > 10^6$ mm时为无限共轭 - 返回值$160 \pm 5$ mm时为有限共轭 ### 三、优化函数分析法 检查优化函数（Merit Function Editor）中的特征约束： ```zemax 操作数 目标值 说明 ----------------------------------------------------- REAY 0 像方边缘光线高度为零约束 TRAY 0 主光线像高约束 COFN -1 无限共轭标志位 ``` 存在`COFN=-1`或`REAY≈0`的强制约束即为无限共轭系统[^1]。 ### 四、设计架构特征 1. **后组光学结构** - 无限共轭：最后镜片组输出准直光束（曲率半径$R > 1000$ mm） - 有限共轭：末镜片强弯月形（$|R| < 50$ mm） 2. **空间滤除模块** 无限共轭系统通常包含平行光路区（Infinity Space），可通过`Analyze > Physical Optics`观察光束直径不变区域。 > **实操提示**：在已完成的Zemax设计中，按下`F7`调出系统报告，搜索关键词"Infinity-corrected"可直接确认类型[^1]。
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