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相干衍射成像用的物镜设计,请大家评估一下设计合理性

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  • TA的每日心情

    2024-11-9 11:01
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    [LV.6]常住居民II

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    小白

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    发表于 2022-11-13 14:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
    一、背景:新人做作业,用于相干衍射成像的照明物镜,最终通过相位板模拟该系统的像差进行补偿(题外话:在物镜焦点处进行调制,之后多幅记录)
    二、光学参数(根据作业自己想的):入瞳直径40mm;波长632.8nmNA0.5
    三、设计思路:
    1. 光源为632.8nm相干光源,线宽小于1pm,所以没有考虑色差问题,zemax设计中使用的都是一种材料的玻璃;
    2. 物镜前面是准直光束,发散角也很小,所以设置视场为0度,0.5度,1度;
    3. NA0.5我使用焦点前面的添加空气面通过RAID操作数控制角度>30°进行约束,另外也可以用NA=EP/2*eff进行约束吧;
    4. 优化过程中,我没有计算结构,直接找的一个参考,过程中主要使用了默认的评价函数进行波前差和MTF优化,想请问一下,目前还可以进行什么优化(操作数优化像差应该优化不动了,尝试更改透镜曲率之类的,但是没什么思路)。
    四、设计结果:如图所示,分别为布局图,点列图,光扇图,光程差图,最终EFFL=36mm
    五、请大家帮忙看看这种应用场景下,1.应该如何设计合理的物镜啊?2.这个光阑位置应该怎么加啊?3.还能怎么进行优化?

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  • TA的每日心情

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    小白

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     楼主| 发表于 2022-11-13 14:28 | 显示全部楼层
    另外,每个面都能读取一个波像差/波前图,那我使用算法补偿相位的时候,应该使用哪个面的波前差进行相位补偿?(是添加空气面在物体放置物质,然后读取这个面的波前图进行相位补偿么?)
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  • TA的每日心情
    郁闷
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    [LV.6]常住居民II

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    发表于 2023-2-20 14:55 | 显示全部楼层
    这个结构目前还比较合理,光阑的位置你已经加进去了,优化的话可以把玻璃材料放开,使用锤形优化,替换玻璃材料得到更合理的结构,另外,对于光线角度改变不大的面,可以考虑删除或者距离很近的面可以胶合。只是作业的话,结构看着舒服就行。补偿以最后为准
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  • TA的每日心情
    开心
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    [LV.1]初来乍到

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    发表于 2023-2-25 17:21 | 显示全部楼层
    本帖最后由 Ninja 于 2023-2-25 17:25 编辑

    如果你这个是作业的话,这样子还可以了,如果是实际镜头的话会出事的
    1. 首先激光器波长会漂移,要看具体激光器的datasheet波长范围是多少,设计的时候要考虑。
    2. na建议最好是固定好,优化焦距,可以设置入瞳直径大小,焦距加到评价函数里
    3. 你这个镜头要有一个像质评价目标,否则设计好坏如何评价嘞,是否有空间尺寸,有没有远心度要求啊等等啊之类的,根据需求情况来定
    4. 点列图里看大视场有点像散和慧差,可能还有一些高阶像差,打开赛德尔系数图看下低阶像差有哪些,zernike系数分别多少,然后针对性优化一下像差+弥散斑大小优化,再回来优化波前
    5.可加工性上做些考虑,镜片中心边缘厚度,间隔,重量等等因素,再针对性调整下6. 激光功率多少,什么类型激光器,你这里没有用胶合面,继续保持挺好的,否则容易出问题
    7. 光阑位置看你需求,有没有远心度要求,瞳面位置要求,光阑位置硬性要求之类的,没有的话根据像差来调整光阑位置,举个例子比如光阑位置调整可以控一下畸变啊,但是你这个小视场镜头没必要考虑光阑位置啦

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