[已解决]如何用现成的透镜设计光学系统

design新手

我是自己优化的，然后现在第二片镜片已经找到了合适的现有透镜，但是第一片一直找不到合适的。第一片换成zemax库存镜头匹配里推荐的透镜，存在离焦和球差较大的问题，我在想是不是要再加一片透镜去校正这俩问题。

design新手

山顶洞人 发表于 2023-9-11 08:36
你这是自己优化的还是直接用现成镜片组合做到的？如果能用现成的镜片做到这个程度也不错了

我是自己优化的，图1是我初始结构新的优化结果，然后现在第二片镜片已经找到了合适的现有透镜，但是第一片一直找不到合适的。第一片换成zemax库存镜头匹配里推荐的透镜，存在离焦和球差较大的问题，图2是我两片透镜都用现有透镜替代后的像差，图3是离焦几何MTF，形状感觉很离谱。我在想是不是要再加一片透镜去校正这俩问题。

学习中的菜鸟

你可以把指标发一下吗？这样有助于大家评判，顺便详细讲讲你怎么优化的，贴上系统结构图和像差图，这样才能看出你到底哪里遇到问题了

design新手

学习中的菜鸟 发表于 2023-9-12 13:32
你可以把指标发一下吗？这样有助于大家评判，顺便详细讲讲你怎么优化的，贴上系统结构图和像差图，这样才能 ...

我的要求是：单波长，物距1m，w=1°，D=50mm，像方分辨率要求140lp/mm，用现有透镜去搭建。像差和边缘视场分辨率可以牺牲，别太离谱就行。初始结构我是从光学设计手册上找的，一个双单组合，图1是我根据我的需求优化后的结果。图2是使用“库存镜头匹配”功能后软件推荐的镜头，我先把元件2即单透镜用它推荐的镜头替换了，然后又优化了一下，效果如图2所示，还不错。但是现在的问题是找不到合适的能替换元件1的透镜，软件推荐的镜头换上去后像差太大了，完全用不了。我不知道接下来应该怎么做，是不是应该加透镜但是我不知道怎么加透镜，，，根据什么东西确定加在哪，加什么样的透镜

学习中的菜鸟

design新手 发表于 2023-9-12 15:16
我的要求是：单波长，物距1m，w=1°，D=50mm，像方分辨率要求140lp/mm，用现有透镜去搭建。像差和边缘视 ...

      要求焦距多少呢？像高有要求吗？您所谓的“用现有透镜去搭建”是什么意思，是已经给你规定了可以用哪些材料的透镜，并且告知你这些透镜的实际曲率半径与厚度了吗？还是怎么个现有法？
      一般系统中的透镜的名称用1P2P3P来表示，意思就是第一片透镜、第二片透镜和第三片透镜，您这说元件2让我刚开始有点懵。
      还有就是您换3P的目的是什么，手册上选择的初始结构经过优化后，MTF很好啊，我不太理解你换材料的目的是什么？是打算换成成都光明的材料便于买到和加工吗？

design新手

学习中的菜鸟 发表于 2023-9-13 08:57
要求焦距多少呢？像高有要求吗？您所谓的“用现有透镜去搭建”是什么意思，是已经给你规定了可以用 ...

1.焦距没有要求，不过根据像高的要求，半像高2.3mm，利用望远物镜放大率计算公式，计算得到焦距大致在220mm左右。
2.用现有透镜的意思就是，用在thorlabs，edmund等地方能直接买到的透镜进行系统搭建，材料、曲率半径、厚度等都没有要求，只要透镜能买到现成的就行（能便宜点就更好了）。
3.我说的元件2是指第二片单透镜。
4.初始结构优化效果是很好，但是实际能买到的透镜的参数没有和优化后各透镜的参数相同的。所以我先把与第二片单透镜参数类似的能买到的透镜替换上去，然后重新优化结构，看看能不能把第一片双胶和透镜优化成与现有参数类似的透镜。

学习中的菜鸟

design新手 发表于 2023-9-13 09:32
1.焦距没有要求，不过根据像高的要求，半像高2.3mm，利用望远物镜放大率计算公式，计算得到焦距大致在220 ...

      望远镜放大率是多少啊？有望远物镜的放大倍率公式？你说的应该是望远镜的放大倍率公式吧！而且根据望远镜的放大倍率公式计算物镜的焦距，你也需要知道目镜的焦距吧？      你说的这两家公司thorlabs和edmund是外国公司吧？是你们公司买透镜都直接去这两家公司吗？国内大多数都在成都光明和新华光以及其他国产厂家买透镜的，因为国产透镜价格低廉且性价比高。
      想便宜买透镜一般都去国内厂家，并且设计好后选择使用某个厂家的模板进行套样板优化，这样会大大降低成本。
      顺便问问，你换透镜的依据是什么？有没有考虑换的材料与原材料的折射率和阿贝数相近？

design新手

学习中的菜鸟 发表于 2023-9-13 10:09
望远镜放大率是多少啊？有望远物镜的放大倍率公式？你说的应该是望远镜的放大倍率公式吧！而且根据 ...

1.我设计的是望远物镜，物高是已知的，像高也是已知的，根据这俩能算出放大率，然后利用放大率和视场角，计算物镜的焦距。不用管目镜的事。
2.我提的thorlab,edmund只是举个例子，国内公司能买到现货透镜的也行的。不过不是要根据设计加工出来，而是要现货。像图片中那种，就是说要那种已经批量生产出来的透镜
3.我之前换透镜是直接用zemax的库存镜头匹配功能推荐的透镜换上去的。不过问了身边的人，它们说这种方法有问题，让我自己去找，不要用库存镜头匹配功能。我现在正在根据焦距和材料，两个参数去找现有的透镜。

学习中的菜鸟

design新手 发表于 2023-9-7 10:37
谢谢您的回复，我之前没有想到一个镜片一个镜片换这种思路。另外，我发现我现在主要的问题不是替换镜片， ...

单波长就不用考虑双胶合，因为你不用校正色差，只需要校正五种单色像差，所以可以全用分离的单透镜组合结构。

有色金属

把上面说的方法综合一下，使用库存镜头匹配功能进行替换优化，然后不行的话再一个个替换。