zemax 设计科勒照明系统的初始结构计算及优化思路

赵小胖

最近在做科勒照明系统（照明光路经过物镜照射到物品，反射式科勒照明，光源需成像到物镜的后焦面，物镜入瞳即为孔径光阑），然后参考文献后，想先复现文章中设计过程，然后在进行设计，在关于初始结构的计算中遇到问题：光源 参数确定： y1 u1 确定，照明视场确定 ：y3已知  ； 物镜参数：焦距f3已知 ； 求解出u3， u2=u3。
根据系统拉赫不变量守恒（光源拉赫不变量大于等于物镜） ，求解出 y2，

因此 可以理解为  根据y1 u1 ，设计照明系统  出射光束 满足y2 u2 如图1
照明系统 根据文献 （集光镜与聚光镜的设计经验 、专利）选取 三单透镜 与双胶合透镜， 三单透镜 的初始结构 根据文献 可以解出来（已完成）如图2；
但是 关于双胶合透镜的 优化以及 三透镜 与双胶合放在一起的优化思路 我有点混乱：
优化思路待指导：
1.关于三单透镜的优化 应该是逆向优化吗？输入初始结构  平行光入射，视场 按照u1,  其实这里就已经开始混乱了？？？
2.关于双胶合的透镜的优化思路也是 不清晰，
中间视场光阑位置也是 迷迷糊糊

之前看到论坛以及文献里面 科勒照明设计，集光镜 与聚光镜 分开设计，一段 一段设计 如图三  按照孔径光阑的位置 和成像大小  作为 前后俩段的连接，




这里面 主要是我基础知识还有的 薄弱 ，关于 透镜 的设计 过程 没有吃透，也没有 完全搞懂 科勒照明的设计含义，希望大家可以指导一下

赵小胖

利用图三 数据，进行前部分的 三个单透镜 透镜组优化，使用 三个单透镜的半径、玻璃参数、相关厚度 ，输入光源 物高 ，物距，然后按照 物体焦面 球差最小 优化，（系统默认merit function） 进行优化（透镜的曲率半径、厚度、距离 设为变量），但是优化结果 和文献里面 最终结构相差很大，结果也相差很多
可以指导一下吗？

赵小胖

赵小胖 发表于 2023-11-23 11:26
利用图三 数据，进行前部分的 三个单透镜 透镜组优化，使用 三个单透镜的半径、玻璃参数、相关厚度 ，输入 ...

好的 谢谢