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optics1210

2019-05-06 09:09

光學設計師需知

這是每個鏡頭設計師應該意識到并遵循的概念和實踐的列表。鼓勵那些想更深入地探討這些主題的人閱讀有關這個主題的近期的書籍，這些書建立了這些概念背后的數(shù)學理論。在我們看來，一個實踐設計師不需要研究的那么深。
1. 透鏡是通過觀察“光線”的路徑而設計的，它并不真正存在，但有用而且非常精確，只要不用光波長相比擬的尺寸檢查細節(jié)。
2. 復雜透鏡的性能取決于每個單片透鏡的像差貢獻。正和負透鏡對像差的貢獻符號相反，因此通常需要光焦度的組合。
3. 像差會在三種情況下出現(xiàn)：
a) 相對于表面法線的陡的光線入射角有助于高階像差，因為折射定律更強烈地偏離近軸版本。這樣的角度通常是需要避免的。這些像差更難以校正，需要更復雜的透鏡去平衡它們。有時它們是無法避免的，然后必須努力平衡許多像差。這通常需要許多透鏡元件。
b) 單片透鏡的彎曲影響了Abbe正弦條件是否滿足，并且是校正許多像差的有用變量。
c) 玻璃的色散產生并且可以用來校正色差。
4. 如果鏡頭顯示在孔徑上變化但在視場上相對恒定的像差，用光瞳或光闌附近的透鏡來校正它們。
5. 如果像差隨視場角而強烈變化，而不隨光闌位置變化，則用像平面附近的透鏡校正它們。
6. 上述兩種情況都可以通過自動透鏡插入（AEI）功能來檢測和處理。
7. 如果你的透鏡性能良好，有時可以刪除一個元件，并且?guī)缀鯚o像質損失。自動元素刪除（AED）功能可以測試這種可能性。
8. 有時可以通過反復運行AEI和AED來改善透鏡，從而逐步改變透鏡結構。
9. 如果一片透鏡是強彎曲的，有時可以通過翻轉彎曲來找到不同的求解區(qū)域。彎曲翻轉優(yōu)化（BFO）功能可以自動做到這一點。
10. 如果你的透鏡中的每一片透鏡都造成大量的像差，即使最終圖像看起來很好，你也可能會得到嚴格的公差，因為即使這樣的設計中的一個小的錯位也會造成失衡。需要公差脫敏技術。只要滿足成像目標，就希望元件的像差影響盡可能弱。THIRD CPLOT命令將顯示每個表面的三階像差貢獻，并且可以看到它們最大的位置。如在第10章和第13章中討論的，評價函數(shù)中的脫敏目標常常可以放寬公差。
11. 用不太接近于光闌的元件校正畸變，如上面的第5條所述。