摘要：為了得到一個(gè)合理的He-Ne激光光束聚焦物鏡，采用以正前凸型為基礎(chǔ)的高折射率雙片結(jié)構(gòu)，應(yīng)用Zemax軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得了彌散斑直徑為0.002mm的He-Ne激光聚焦物鏡，該鏡頭只需校正軸上點(diǎn)球差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：設(shè)計(jì)的鏡頭比低折射率單片透鏡得到的彌散圓直徑更小，達(dá)到0.0019mm，球差被控制在-0.05mm～+0.05mm范圍內(nèi)，MTF曲線所圍面積變大，中心點(diǎn)亮度增高，符合實(shí)際需要。

關(guān)鍵詞：光學(xué)設(shè)計(jì)；聚焦物鏡；Zemax；球差；彌散圓

引言

如今，He-Ne激光光束聚焦物鏡廣泛應(yīng)用于影碟機(jī)，光盤，激光打印機(jī)等，此類透鏡是小F數(shù)，小視場(chǎng)，單色波簡(jiǎn)單光學(xué)系統(tǒng)，很容易達(dá)到衍射極限，并且只要一兩片透鏡就可以達(dá)到基本要求。本文采用2片結(jié)構(gòu)，用ZEMAX進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到的鏡頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比采用單片鏡頭得到的鏡頭彌散圓直徑小，像差校正得更好。

1 鏡頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)指標(biāo)

具體設(shè)計(jì)任務(wù)要求：

1）鏡頭物鏡l=∞，視場(chǎng)角ω=0°，焦距f'=60mm，相對(duì)孔徑D/f'=1/2，工作波長(zhǎng)λ=0.6328μm；

2）鏡頭只需校正軸上點(diǎn)球差；

3）幾何彌散圓直徑小于0.002mm；

4）鏡頭結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，爭(zhēng)取用2片鏡片達(dá)到要求。

2 設(shè)計(jì)過(guò)程

2.1 初始結(jié)構(gòu)的選擇

我們采用正前凸型初始結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示，其像差曲線和點(diǎn)列圖如圖1和圖2所示。