Zemax光学设计实例（54）---一个4X的塑料伽利略望远镜

导论：

设计一个4X的塑料伽利略望远镜，这种系统的出瞳位于望远镜之内，所以，仍采用一个正值0.5（对应着12mm的眼距和5mm的通孔直径）。

采用的塑料材料为丙烯酸（ACRYLIC）。

这种系统常常用来组成低价格的双目望远镜。

ZEMAX仿真：

（1）系统建模：

由设计要求，在“Units”的“Lens Units”选择“inches（英寸）”。如下图：

在孔径类型中选择“Float By Stop Size”，Apodization Type选择“Uniform”。

如下图：

在Field Data里，选择“Angle（Deg）”，输入0，如下图：

在波长设定对话框中，输入0.546um，0.640um，0.480um，0.590um和0.515um五个波长，0.546um为主波长，权重为1，其他4个波长的权重如下图：

然后将初始结构数据都输入到LDE中，如下图：

然后查看下初始2D Layout，如下图：

（2）系统优化：

打开MFE，选择“Tools-Default Merit Function”，在评价函数设置对话框中，选择默认的评价函数构成为“RMS+Spot Radius+Centroid”。“Rings”选项为“4”， “Arms”选项为“8”。

增加以下操作数：

PARY操作数，指定第2面的y向坐标，Py=1；

PARY操作数，指定第5面的y向坐标，Py=1；

DIVI操作数，指定第1个操作数和第2个操作数相除，目标值为4，权重100；

TTHI操作数，用于监控第2面到第4面的厚度；

OPLT操作数，控制第4个操作数小于4.5，权重100。

MNEG操作数，控制第2面至第4面的最小玻璃边缘厚度，目标值是0.05，权重100。

如下图所示：

打开LDE，将第1面至第4面的半径，第2面的厚度设置为变量，如下图所示：

点击OPT开始优化。

查看优化后的2D Layout：

波前图，如下图：

Ray Fan图：

上图表明该物镜有严重色差。