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2020-12-15 09:31 |
平凸透镜球差分析
在成像光学系统设计中,我们首先需要了解一些最基本的基础知识,即基本的像差理论。懂得像差在光学系统中形成的原因,可以极大的帮助我们校正产生的这些像差,达到很好的成像质量。 n]15 ~GO. 常见的初级像差:五种单色像差和两种色差。 a5)<roWQ 五种单色像差分别为:球差,慧差,像散,场曲和畸变 .nN>Ipv 两种色差:球色差和倍率色差 j,]KidDWm 下面我们来详细分析球差产生的原因: d){o#@ 球差概念 r
I-A)b4 什么是球差?其实球差也叫球面像差,是指轴上物点发出的光束通过球面透镜时,透镜不同孔径区域的光束最后汇聚在光轴的不同位置,在像面上形成圆形弥散斑,这就是球差。 5i<E AKL
![>j`i 在FRED中如何表示呢? ;fdROI lBYc(cr FRED中球差的表述 P,QI-, cl`!A2F1G# 打开FRED软件,设计一个新的平凸透镜R1=0,R2=-25.4 ;厚度5.08 ;半孔径12.7材料为标准玻璃。 $N}nO:`t 6t,_Xqg*
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cE|Z=}4I7 (i 3=XfZ!C 光源选择为垂直方向的线光源 XBmAD! X方向的光线数1; J&B>"s, Y方向的光线数51; 0LjF$3GpZ 孔径:11.7mm*11.7mm rryC^Vma Z轴负方向:5mm T[?toqkD>z C:?mOM#_
#835$vOe Bb~Q]V=x; 寻找最佳焦点: $4*wK@xu 最佳几何焦点的概念在FRED是RMS最小值的位置,而近轴像平面的位置RMS并不是最小值,对于近轴的位置我们可以使用减小光源的半孔径的大小,可选取半孔径1mm*1mm。 K[.*8 1、 追迹光线 |5;:3K+ 2、 点击analyses/ Best geometric focus ,>AA2@6zMT 3、 生成报告 d'x'hp%
%6%QE'D 在Z方向最佳几何焦点位置为45.689443, M<%g )jn_ 建立探测平面及分析面 t&oNC6
J%:D%=9 ) 注意此时的沿着Z方向的平移值即为最佳几何焦点位置值。 <%SG
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<` 光线追迹(1*51,子午光线) kT=KxS{ #77p>zhY
Uyuvmt> 点列图:(光线设置为51*51) ;PA^.RB =B/Ac0Y
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&LKJ6 ; xz}]@]Ar 打开输出窗口,我们可以看到其RMS和几何尺寸大小, CY4ntd4M ]y**ZFA
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如果系统中只存在球差,那么我们可以估算其球差大小为其最大点列图最大尺寸,为1.500344mm。 8iIz!l%O 但在实际的应用中,我们只需要计算其赛德尔系数SPHA。 4e0/Q!o, 如何查看三阶像差赛德尔系数大小: bMrR 我们这里利用近轴分析工具“paraxial analysis”,可以计算系统的一阶和三阶系数。 }(yX$ 3?` Y\e8oIYu7 1. 首先我们自定义光线路径Ray trace/user –defined ray paths, hd'JXKMy 光线按照序列追迹走向分别经过面1-面2-像平面 88}=VS
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