利用Zemax软件设计菲涅尔透镜

『 设计结果及分析 』

图9分别给出了视场角 w =0°，w =0.3°及 w =0. 5°的点列图。从图9中可以看出，该菲涅尔透镜的零视场像差基本为零，当 w =0.5°时， 主光线在像面上的高度为0.068 mm，光斑半径为0.142 mm，即满足会聚光斑直径小于1mm的要求。

图9.点列图

『 光路模拟 』

透镜的结构尺寸设计完成后，可以在Zemax非序列模式下对菲涅尔透镜作整体建模进行光路模拟，从而观察其实际效果。建模方式是由序列模式下所得到的参数算出菲涅尔透镜表面不同半径环上的点相对于基面的高度，即每一个 y值对应一个z值(如图6所示)。这些 y、z值可以组成一个n行两列(行数可任取)的矩阵，组成一个 TOB格式的数据文件。Zemax通过读取这些数据，构建相应的菲涅尔透镜模型，如图10所示。在运行前，按工作要求设置好参数，即可进行光路模拟，如图11所示。

『 结束语 』

本文在实际的设计过程中，通过结合使用Zemax的两种模式，很好地设计、优化并模拟了一个大沟槽等厚的菲涅尔透镜。既解决了Zemax不能对这种透镜直接建模进行设计的难题，又避免了传统设计所需的烦琐计算。