光学设计对制造的微妙影响

各种因素可以影响一组镜片的真实公差分布，包括一组公差的收紧程度、制造工艺(金刚石车削或批量加工)、批量的规模，甚至制造商或技术人员的风格。对于特定应用来说，是否需要这种(公差的)可信水平在很大程度上取决于系统所需的复杂度和预测的精度。光学系统的敏感度分析可以突出那些对于高可信水平建模而言最重要的公差。 

理解制造公差分布的好处远远超出了光学设计本身。更好地了解自己内部或供应商的(制造公差)分布为比较供应商质量，避免竞标，并突出潜在的成本节约项提供一种极好的方式。 

表面不规则度模型 

球面透镜的表面不规则度可以在镜头设计软件中以各种方式建模[4][5]。两个典型的内置模型分别是50-50组合的球差和像散以及100%的像散。 

由于球差是旋转对称的，这部分不规则度可以用离焦部分的补偿，而像散没有类似的补偿器调整方式。 

不规则度模型的使用可以显著影响蒙特卡洛公差分析的结果。考虑一个所有面都用1/4 wave的不规则度建模的六元件成像镜头。系统将重新对焦以减小透射波前差，并对调制传递函数(MTF)进行评估。比较两种不规则度模型：随机时钟方向的50-50组合的球面像差和像散，随机时钟方向的100%像散。这些图表显示，100%的像散模型对系统的性能更加不利(图4)。 

 

图4：(a)系统标称的调制传递函数(MTF)；(b)所有表面上有PV 1/4 wave不规则度，建模方式为随机时钟方向的50%球差和50%像散；(c)所有表面上有PV 1/4 wave不规则度，建模方式为随机时钟方向的像散。图片由Edmund Optics提供。