设计一个照相物镜,焦距为f'=9mm,F#为4.,视场2
=40度,要求在所有视场下67.5lp/mm处MTF>0.3
输入初始结构参数
对第7面采用M解,表示将边缘光线聚焦在像方焦平面上。
孔径类型选择像方F数设置为4,全视场为40度,所以半视场为20度,同时设置0.7,0.5和0视场。
波长可见光F,d,c
得到2d图
将系统焦距缩放到9mm
将mtf截止频率设置为67.5pl/mm,可以看到并不满足技术要求
在评价函数编辑器中,设置类型PTV-Wavefront-Centroid,并设置玻璃和空气的最小中心厚度和最小边缘厚度。
下面是zemax中文手册中说明rms和ptv评价方法类型的区别。
优化函数类型 ( Optimization Function Types )
RMS 是均方根的简称。这是目前使用最普遍的类型。 RMS 是所有独立误差平方的平均值的平方
根。
PTV 是峰 - 谷值的简称。在极少数情况下,均方根误差不如像差的最大程度重要。例如,如果所有
光线都必须到达探测器或是光纤上的一个圆形区域内,此时 PTV 可能是更好的标识成像质量。这
一评价函数的类型致力于使峰谷值误差最小。但是,评价函数值并不是实际的峰谷值误差。
[RMS 评价函数的物理意义 ] ( Physically Significant RMS Merit Functions )
请注意,当使用 RMS 作为优化类型时,评价函数值具有物理上的意义。如果评价函数是 RMS- 波
前 - 质心,则评价函数的数值是波长单位的 RMS 波前误差。如果评价函数是 RMS- 光斑半径 - 主光
线,则值 0.145 表示 RMS 光斑半径是 0.145 个透镜单位。如果评价函数是镜头单位是毫米,则该
值对应于 145 微米 RMS 。如果定义了多个视场或波长,则评价函数值是各个视场和波长的 RMS 值
的加权平均值。
请注意,使用 RMS 光斑半径评价函数的优化通常会产生与 RMS 波前评价函数不同的最优设计。
它们不同的根本原因是光线的像差与波像差的导数成正比。因此,期望一个最小值对于另一个最
小值相同是不合理的。使用的一般经验法则是,如果系统接近衍射极限(如小于两个波长的 PTV
波前误差),则使用波前差,否则,使用光斑半径评价函数。
一般来说,以质心为参考的评价函数优于使用主光线的函数。大多数基于衍射的性能评价,如
MTF 或圈入能量,在参考质心的 RMS 波前误差减小时得到改善。然而,最好能够将最终的设计
结果使用各种优化函数重新优化,以验证哪一个能够为所设计的系统提供最佳性能。例如, RMS
波前质心参考通常会产生比 RMS 主光线参考获得更好的低频 MTF 响应,但是获得更差的中频响
应。
对于 PTV 评价函数,评价函数值与像差的实际 PTV 成比例但不等于 PTV 。当评价函数最小化时,
评价函数将使 PTV 最小化。
在评价函数编辑器中控制焦距大小为9mm,权重设置为1.
逐步将每个面添加为变量,并优化最后得到。
符合技术要求。