本文將展示使用 SYNOPSYS 軟件進(jìn)行無焦
鏡頭的設(shè)計(jì)。“無焦”是相對有焦來說的。無焦系統(tǒng)(afocal system)也稱為遠(yuǎn)焦系統(tǒng)或焦外系統(tǒng),是指對光束沒有凈發(fā)散或凈聚焦的
光學(xué)系統(tǒng),系統(tǒng)中共軛物和共軛像都在無窮遠(yuǎn)處,也就是說
光學(xué)系統(tǒng)的等效焦距為無限大。
[l=@b4Og nLL2/!'n 在
激光光學(xué)中會用到無焦系統(tǒng),例如擴(kuò)束器、紅外線及前視紅外線系統(tǒng)、相機(jī)變焦鏡頭、像 teleside 轉(zhuǎn)換器等
望遠(yuǎn)鏡頭配件以及結(jié)合相機(jī)及望遠(yuǎn)鏡的無焦攝影。
, S^y> V;^-EWNj 無焦鏡頭的建模
cO:lpsKYQ 1PVZGZxAgv 在 SYNOPSYS 中,建模無焦鏡頭需要在 RLE 鏡頭文件中申明 AFOCAL。
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H2iIBGu|L L1_O!EQ 無焦鏡頭的像質(zhì)分析
PE.UNo>o @l3&vt2=J 有焦鏡頭評價(jià)
成像質(zhì)量,一般會在距離空間,比如用RMS光斑尺寸評價(jià)。
FOD'&Yb& O:v#M] 無焦的
光線分析輸出是在角度空間(即光線角度)中,而不是在像面的光線截距。OPD 輸出表示波前與平面波的偏離。所以在 SYNOPSYS 建模無焦鏡頭時(shí),像面要用兩個(gè)平面虛擬表面來描述。MTF 的空間頻率單位也從線對/毫米轉(zhuǎn)換成線對/毫弧度。
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6Takx%U }S"gZ6 無焦 DSEARCH
|>P:R4P N?3p,2 SYNOPSYS 的 DSEARCH 也可以直接搜索無焦鏡頭,會自動將一些尺寸量轉(zhuǎn)換為角度量進(jìn)行
優(yōu)化。
Z/Wf hxdjmc-
~M7X] zEjl@Kf 無焦的像差控制
shGUG; C{U*{0} 無焦的F數(shù)將會用近軸邊緣出射光線的高度表示,可以用此控制像高或放大率。
u/k'
ry= ^G qO>1U 設(shè)置AFOCAL之后,DSEARCH自動生成的GSR/GNR等光線集指令將自動控制無焦系統(tǒng)出射光線的平行度,就像有焦系統(tǒng)里自動控制光斑尺寸一樣。
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所以一般情況下不需要額外的指令去控制出射光線的平行度。
'RwfW|~6 wg_Z@iX 對于AFOCAL系統(tǒng)來說,BACK量是最后兩個(gè)(虛擬)表面到之前的表面距離,這就方便控制目鏡的接目距,在這個(gè)案例里我們使用BACK 20 0.1。
yfwR``F /?BTET 對于無焦系統(tǒng),有額外的幾個(gè)控制近軸光線的
參數(shù):
&R/-~w5 *QNX?8Fm_ PYA為邊緣光線高度,可控制像高。
nUs=PD3) 8\nka5 PUA是邊緣光線角度,可以控制遠(yuǎn)心率。
"#36- f7zB_hVDmE PYB是主光線的高度,可以控制光闌。
/0`Eux\ lB_4jc PUB是主光線角度。
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Rxw+`ru d~.hp 示例的DSEARCH宏
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