求助：二次成像系统的光学设计像面位置问题

追光而行

想尝试研究二次成像系统，在ZEMAX中出现问题
想搭建一个由两块凸透镜组成的二次成像系统进行实验，但在光线追迹过程中出现问题。
给定参数是系统总焦距20，前组和后组之间的距离是15.初始的结构解算如图

将以上参数输入ZEMAX中，如图所示


问题：
1、为什么成像面会到两个透镜中间去啊？理论上不应该在第二块透镜的后面吗？
2、上面的问题应该如何解决？
谢谢各位大佬

ZZZGX

最后一个面设置成反射面了

追光而行

ZZZGX 发表于 2023-5-26 12:23
最后一个面设置成反射面了

最后一个面没有设置什么，就是普通面。比如，我就改改两片透镜间的间距，改为3，就能像正常的光学系统一样成像了

lijun

二次成像系统的焦距不应该是负的么

opticwc

计算有问题，首先薄透镜成像公式针对的是一次成像，后面都不用看了。
另外按照计算得到的x1=12.15才是一次成像的解。
如果要模拟二次成像，建议光瞳衔接的方式。
先设置前组透镜，如入瞳直径5mm，光阑距首片20mm，首片焦距10mm，出瞳大小5mm，出瞳位置10mm；
后组透镜，焦距5mm，放在一次像面后10mm，光瞳就衔接了。

Tangerine

opticwc 发表于 2023-5-26 15:00
计算有问题，首先薄透镜成像公式针对的是一次成像，后面都不用看了。
另外按照计算得到的x1=12.15才是一次 ...

感谢答主让我对光曈衔接有了更为直观的认识，不过这里的出瞳位置应当是20mm吧？由薄透镜成像公式 1/l‘-1/l=1/f' 可知，孔径光阑即入瞳经过第一个透镜成像在透镜后20mm位置，也即出瞳的位置。

opticwc

Tangerine 发表于 2023-5-29 10:45
感谢答主让我对光曈衔接有了更为直观的认识，不过这里的出瞳位置应当是20mm吧？由薄透镜成像公式 1/l‘-1 ...

注意ZEMAX定义位置的逻辑。
出瞳位置定义为相对像面的位置，即像面后10mm。
入瞳位置定义为相对第一面的位置。
好处是前后两个系统光瞳衔接时，更容易匹配。
可以想象如果ZEMAX不管入瞳出瞳都以光阑为基准面，那光瞳匹配时还需要针对每个系统计算光阑位置。

songshaoman

两片镜子太难了，你要控制后焦距为正，还要控制焦距正负，焦距为正是单次成像，负才有中间像高折玻璃 也得上，两个镜子不可能，还得消色差

songshaoman

垂死挣扎，要放开条件才行，加镜片或者非球面

追光而行

opticwc 发表于 2023-5-29 15:09
注意ZEMAX定义位置的逻辑。
出瞳位置定义为相对像面的位置，即像面后10mm。
入瞳位置定义为相对第一面 ...

多谢解答，我还有一个问题想问。
现在我有一个系统，解算出来需要的焦距是200mm，但由于系统尺寸较大，我想缩小系统尺寸，所以用二次成像。
但是二次成像系统的焦距是负的，那我是控制整个系统的焦距变成-200，还是说只用控制后组的焦距为200就可以了？
我个人感觉是只用控制后组的焦距为200就可以了，不知道对不对？以及，如果控制部分镜片组的焦距为一个数值，用什么操作数呢？
谢谢大佬解答。