摘要：為了得到一個合理的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)，應用Zemax軟件進行優(yōu)化設(shè)計，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球差。實驗結(jié)果表明：設(shè)計的鏡頭比低折射率單片透鏡得到的彌散圓直徑更小，達到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，中心點亮度增高，符合實際需要。

關(guān)鍵詞：光學設(shè)計；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用于影碟機，光盤，激光打印機等，此類透鏡是小F數(shù)，小視場，單色波簡單光學系統(tǒng)，很容易達到衍射極限，并且只要一兩片透鏡就可以達到基本要求。本文采用2片結(jié)構(gòu)，用ZEMAX進行優(yōu)化設(shè)計，得到的鏡頭結(jié)構(gòu)簡單，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)計指標

具體設(shè)計任務要求：

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

2）鏡頭只需校正軸上點球差；

3）幾何彌散圓直徑小于0.002mm；

4）鏡頭結(jié)構(gòu)盡量簡單，爭取用2片鏡片達到要求。

2 設(shè)計過程

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，其像差曲線和點列圖如圖1和圖2所示。