10倍显微物镜的优化

chunqiulei

首先感谢光学社区的组织，感谢邓老师的指导。自己课下琢磨了一下，按照邓老师给的平板开始优化。具体的优化思路如下：1.这个系统的入瞳直径为11.325mm，按照微分的思想，自己开始设置的入瞳直径设置的是6mm，从6mm开始优化，第一步优化的时候将双胶合中间面设置为平面，厚度设置为常量，这个时候能出来一个结果，然后设置厚度为变量，在进行优化。
2.将上述的双胶合中间面设置为变量，然后再进行优化，这个时候已经可以达到衍射极限。
3.随后将入瞳直径设置为8mm，按照上述的步骤，所不同的是这个时候双胶合中见面为变量。
4.设置入瞳直径为10mm，按照上述的步骤，进行优化，但是这个时候无法到达衍射极限，同时这个阶段还需要调整镜片的厚度以及边厚，还需要调整空气间隔以及空气间隔边厚，来满足装配和加工条件。
5.将入瞳直径设置为11.3215mm，这个时候按照上述的步骤进行优化。下面图1为优化数据图

图1 镜片数据
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6.下面图2为的布局图

图2 布局图（预留1.5mm，用于加工、装配)
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7.图3-1 MTF曲线

图3 MTF曲线

这里在优化MTF曲线碰到以下问题，就是边缘视场中的子午曲线与其它的MTF整体下滑如下图3-2所示：

图3-2 边缘MTF异常的情况

这里优化使用的是 MTFT + OPGT 操作数（优化效果有限，不知道大家有什么好的办法，或者能告知我产生这个现象的原因，感激不尽）
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8.图4 点列图


9.图5 进行公差分析


10 图6-1 敏感度分析


可以发现第一组透镜的倾斜以及表面的1偏心对整个光学系统的成像质量影响较大。

图6-2蒙特卡洛分析如下


可以发现，90%的情况，是大于0.125，这个良品率相对较低。

11.为了提升良率，现在查看赛德系数图，如下所示：


现在对透镜1的曲率使用 CVVA这个操作数进行控制，但是即使分配权重很大的情况下，这里依然变大不是很明显。

12.故这里选了一个折中的方案，对透镜组1的公差进行收缩：


透镜元件组1的倾斜公差进行收缩，为了实现这个这个装配难度，透镜组1的长度可以进行适当增长（不知道这样想对不对）

13.对公差收缩后的再次进行公差分析，其情况如下：

不知道这样做对不对，就是通过收缩公差来提升良率。
后来我查看灵敏度分析，发现透镜组的的折射率公差对这个影响也挺大的，如果折射率公差能减小到正负0.0003，良率还会继续上升，但这个属于玻璃原材料的问题，可能加工无法管控。

14.镜片的可加工性进行初步筛查

镜片，从左到右依次命名为G1-G9

G1 G2 G3 G4 G5 G8 为双凸或者双凹类型，主要看中心厚度和边厚，上述镜片的边缘厚度大于1.05mm，可能有点薄，其中心厚度大于1.756

G6 G7 G9 边缘厚度和中心厚度没有什么问题，需要计算z系数，发现都大于0.05，满足需求。


以上是我的分析过程，可能不是很严谨。自己也有一些问题，如镜片边缘是否薄了，这个能否在优化一下等问题。只是一个折中方案，希望有问题能指正，谢谢大家。

dengjian5128

再锤行优化一下，MTF会更好一些。

chunqiulei

dengjian5128 发表于 2022-7-9 16:33
再锤行优化一下，MTF会更好一些。

邓老师，晚上好，我想咨询一下除了MTF还能优化之外，还有其它改进的地方吗？还有我想请问一下，这样分析下来还有没有什么遗漏的地方，（因为我是小白，就知识点东看一点西看一点，怕自己有遗漏或者理解出错的地方），这次想总结一下形成自己的知识体系。

dengjian5128

结构挺好的，肯定是能锤好的。做公差分析不要随意调节设置参数，设置的参数已经属于比较高的加工难度，再改小，可能加工不出来或是组装不出来。不过可以改大一点，看看公差的结果。 计算Z系数只需要计算弯月形的镜片，其他类型的镜片都容易加工。

plth

请问能否提供一下ZMX文件呢？我刚好学到这里想看看

110mlh

公差分析向导里面，表面公差中倾斜Y轴为什么设置0.0167度呢？这个是怎么考虑的，设置成0.01度不行吗？

违规腻称12138

110mlh 发表于 2023-1-30 17:28
公差分析向导里面，表面公差中倾斜Y轴为什么设置0.0167度呢？这个是怎么考虑的，设置成0.01度不行吗？

0.0167度≈60秒，偏心60秒是比较常规的管控指标

十一月的萧邦

架构可以分享下嘛？