習作二:雙鏡片
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\NG} 你將學到:畫出layouts和field curvature plots,定義edge thickness solves, field angles等。
\ $TM=Ykj 一個雙鏡片是由兩片玻璃組成,通常黏在一起,所以他們有相同的curvature。藉著不同玻璃的dispersion性質,the chromatic aberration可以矯正到first order所以剩下的chromatic aberration主要的貢獻為second order,于是我們可以期待在看chromatic focal shift plot圖時,應該呈現出parabolic curve的曲線而非一條直線,此乃second order effect的結果(當然其中variation的scale跟first order比起來必然小很多,應該下降一個order)。
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CjN8< 跟習作一一樣,我們仍然要設計一個在光軸上成像,focal length為100mm的
光學系統,只不過這次我們用兩塊玻璃來設計。
^d>m`*px 選用BK7和SF1兩種鏡片,wavelength和aperture如同習作一所設,既然是doublet,你只要在習作一的LDE上再加入一面鏡片即可。所以叫出習作一的LDE,在STO后再插入一個鏡片,標示為2,或者你也可以在STO前在插入一面鏡片標示為1,然后在該鏡片上的surface type上用滑鼠按一下,然后選擇Make Surface Stop,則此地一面鏡就變成STO的位置。在第一、第二面鏡片上的Glass項目鍵入BK7即SF1,因為在BK7和SF1之間并沒有空隙,所以此doublet為相黏的二鏡片,如果有空隙則需5面鏡因為在BK7和SF1間需插入另一鏡片,其glass type為air。 現在把STO旱地二面鏡的thickness都fixed為3,僅第3面鏡的thickness為100且設為variable,既然要最佳化,還是要設merit function,注意此時EFFL需設在第三面鏡上,因為第3面鏡是光線在成像前穿過的最后一面鏡,又EFFL是以
光學系統上的最后一塊鏡片上的principle plane的位置起算。其他的merit function設定就一切照舊。
r6D3u(kMb 既然我們只是依習作一上的設計規(guī)范,只不過再加一面SF1鏡片而已,所以其他的merit function設定就一切照舊。現在執(zhí)行optimization,程序如同習作一,在optimization結束后,你再叫出Chromatic Focal Shift來看看,是否發(fā)現first order的chromatic aberration已經被reduced,剩下的是second order chromatic aberration在主宰,所以圖形呈現出來的是一個parabolic curve,而且現在shift的大小為74 microns,先前習作一為1540 microns。
fhk(<KZvJ 再看其他的performance效果,叫出Ray aberration,此時maximum transverse ray aberration已由習作一的200 microns降至20 microns。而且3個不同
波長通過原點的斜率大約一致,這告訴我們對每個wavelength的relative defocus為很小。再者,此斜率不為0(比較習作一Fig E1-2),這告訴我們什么訊息呢?如果斜率為0,則在pupil coordinate原點附近作一些變動則并不產生aberration代表defocus并不嚴重,而aberration產生的主要因素為spherical aberration。故相對于習作一(比較他們座標的scale及通過原點的斜率),現在spherical aberration已較不嚴重(因為aberration scale已降很多),而允許一點點的defocus出現,而出現在rayfan curve的S形狀,是典型的spherical balanced by defocus的情況,F在我們已確定得到較好的performance,但實際上的光學系統長的什么樣子呢?選擇Analysis,Layout,2D Layout,除了光學系統的擺設外,你還會看到3條分別通過entrance pupil的top,center,bottom在空間被trace出來,他們的波長是一樣的,就是你定的primary wavelength(在此為surface 1)。這是Zemax default的結果。
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