实验五照相物镜的设计

实验五：照相物镜的设计1.实验目的：（1）巩固优化函数的应用；（2）了解照相物镜的结构及像差特性；（3）了解对照相物镜的像差校正方法；（4）掌握双高斯照相物镜的设计。2.实验要求：（1）基本要求：设计一个双高斯物镜，设计指标：焦距f'=50mm，视场角2ω=60°，相对孔径D/f'=1/2.5。（2）提高要求：选择一个已有的双高斯镜头进行优化修改。原始结构参数如下：序号rdnOBJinfinityinfinity126.926.0Zk112760.1315.75.3Zk74522.5F5510.17.5STOPinfinity7.67-13.31.8F58infinity6.9Zk79-17.20.11064.16.0Zk1111-47.4该系统的焦距为f'=50mm，视场角为2ω=40，相对孔径D/f'=1/2，子午光束渐晕系数：全视场K=0.65，0.7视场K=0.8。将原始系统改成设计要求的系统，由于初始系统的焦距和设计要求一致，所以系统不需要缩放，而且玻璃材料不变。通过逐次优化设计，将原始系统的视场角逐步接近设计要求。把双高斯物镜的设计图各保存两份，一份课上上交到ftp服务器@125.220.71.247文件夹中，另一份打印出来，并贴在实验册上。3.实验步骤：（1）在桌面上以自己的学号+姓名建立文件夹，所有的文件都保存其中。（2）在上述文件夹中保存设计图文件，保存名为“双高斯物镜+学号”。（3）按实验要求先输入系统初始结构参数；入瞳为25，波长为可见光，视场角度分别为0，14，20分别对应0，0.7，1视场。在0.7视场中的VCY中输入渐晕压缩因子（1-0.8=0.2），在1视场中的VCY输入渐晕压缩因子（1-0.65=0.35）第11面的厚度用MRH确定，可看二维图。（4）第一次优化：焦距不需要缩放，由于要求的相对孔径为1/2.5，则入瞳改为20，由于要求的视场角与初始系统的视场角相差大，所以需要逐次优化接近设计要求。（5）第一次，将视场角改为0，17，25度，渐晕因子不变。确定自变量：10个曲率（光阑除外）加上8个厚度（两个0.1为微小空气间隔除外）建立评价函数：EFFL=50,另外加入边界条件序号12345678910dmin20.11.51.50.50.51.51.50.12权重都为1，优化5次就可。（6）第二次优化：把角度改为0，21，30度，再优化。发现MTF不太好，这是固有的问题，所以要换玻璃。建议将F5改成SFL57，将ZK11,ZK7改为成都玻璃库的LAK3（7）进一步优化，看MTF图。4.思考题：照相物镜的性能由哪几个光学特性参数决定？