实际光学系统描述案例分析

有了以上所述的系统结构参数和光学特性参数,利用近轴光线与实际光线的光路计算公式,可以计算出系统的焦距、主面、像面和像高等近轴参数;再依据光学特性参数要求的视场、相对孔径技术要求,可以通过自主计算、查询专利等方式确定系统的初始结构,进行像质评价和进一步的优化设计。

为了使读者更具体地了解各种参数的含义,我们给出一个三片型物镜的例子,如图2-9所示,分别给出它的结构参数和光学特性参数。

图2-9　三片式物镜

1.结构参数

用ZEMAX软件中的透镜数据编辑器(LDE)建立,如表2-2所示。

表2-2　三片型物镜的结构参数

(www.xing528.com)

表2-2中的第一行是表头名称;第二行定义的是物平面(有OBJ标记);第5行定义光阑面(有STO标记),它是一个前后都是空气的假想平面;最后一行定义像平面(有IMA标记)。本系统是一个共轴球面系统,光学面全部是球面,如果系统中有非球面,必须在上述结构参数基础上,加入非球面的序号、非球面类型和相应的非球面系数。

2.光学特性参数

(1)物距:物平面在无限远,物距L=Inifinity。

(2)视场角:2ω=50°。

(3)光束孔径:H=6.25或入瞳直径D=12.5或相对孔径D/f′=1/4。

(4)孔径光阑:位于系统中第三面上。

(5)渐晕系数:VDX=VDY=VCX=VCY=0,VAN=0,没有渐晕。

以上这些数据被确定后,就可以计算系统的像质指标,进行像质评价了。不同光学设计软件中这些参数的输入方式和顺序可能不同,但总的内容是类似的。