无限远显微物镜关于入瞳直径的计算问题

菜百小

已知物镜焦距为4.5mm，NA=0.8。对于无限远显微物镜来说，采用逆向建模，那么就需要知道其入瞳直径，其计算如下。但是两个计算结果相差很大，不知道以那个为准。

目前是根据计算的F/#结果进行优化的，其优化结果如下

首先其优化的结果能够达到衍射极限，但是在0.01mm的偏心下公差在90%>0.01；其次像方空间NA只有0.64，并没有达到0.8，那上面的理论计算那个正确。
之后反转和插入管镜，其结果如下。其在把物镜反转之后，NA设置为0.8也没有发生遮光光线和报错

因此上面的理论计算那个正确，实际的无限远显微物镜计算过程中以那个为准。毕竟，两者的入瞳直径差了很多，其在设计难度上也不在一个数量级。
目前这个设计的公差很不好，请问怎么去调整公差。

silence唯爱

有限的经验，简单谈一下。
物镜的入瞳直径采用2ftan（arcsinNA）是比较准确的，目前NA值在0.3以上的设计都采用这个公式计算。别问我怎么知道的，问就是师傅说的，原谅菜鸡的眼泪....F数和NA的转化，你也写了是个约数，准确的计算需要依据公式来。至于你关于系统NA值的困惑，建议你看看邓建大佬的提问帖子，附链接http://www.optzmx.com/thread-25388-1-1.html。

菜百小

silence唯爱 发表于 2023-11-3 15:05
有限的经验，简单谈一下。
物镜的入瞳直径采用2ftan（arcsinNA）是比较准确的，目前NA值在0.3以上的设计都 ...

我看了大佬帖子，并且在自己的系统验证了一下
算出来值为0.83，这是反转之后，物方NA设置为0.8，不遮光的原因。那么现在的原因在于，这两个计算公式那个是对的，您说的tan这个是行业默认的为什么，有什么依据。
F/#这个，我找到了Edmund的科普文章f/#(镜头光圈/孔径设) | 爱特蒙特光学 (edmundoptics.cn)

silence唯爱

菜百小 发表于 2023-11-3 15:20
我看了大佬帖子，并且在自己的系统验证了一下
算出来值为0.83，这是反转之后，物方NA设置为0.8，不遮光 ...

这个不知道是不是行业默认，没有依据，只是设计的时候，带我的人说的让我这样做。爱特蒙特类似科普小文章，好多都是为了简便计算，使用了近似公式。

菜百小

silence唯爱 发表于 2023-11-3 15:27
这个不知道是不是行业默认，没有依据，只是设计的时候，带我的人说的让我这样做。爱特蒙特类似科普小文章 ...

这两个计算公式，给出的值对于大NA来说，差的太多了，根本不是一个量级的。

Maxray

1.系统report那个NA值是不准的，对于你的系统来说，它的来源是sin(arctan(0.83))，你可以算一下这个值基本就是0.64
2.至于这两个公式，第一个公式在几何光学中肯定是准的，第二个公式是NA较小下的近似，这毋庸置疑。但是这里需要考虑软件本身的计算规则问题，你看一下你一个图片设计文件报告中的入瞳直径，那个值我想应该是7.2mm左右，而不是你第一个公式计算出来的12mm
3.高NA镜头的公差都不会很好的，这种高NA物镜的装配与分析有它自己特殊的方法，不能套用常规镜头的装配方法，不然你装个几十套可能也就有几套是合格的，成品率根本没法控制

菜百小

Maxray 发表于 2023-11-3 23:45
1.系统report那个NA值是不准的，对于你的系统来说，它的来源是sin(arctan(0.83))，你可以算一下这个值基本 ...

那么实际的设计和制造是按照第一个公式嘛

Maxray

你先核对我说的第二点是不是7.2，如果是，那第一个公式不也跟你实际设计出来的东西不一样了吗？

qplayer

您好，请教一下在Zemax中插入管镜有哪些地方需要注意的？可以请教一下是怎么操作的嘛？

sunfly

您好，想问下这种无限远显微物镜的放大倍率怎么控制的，例如这种平场复消色差物镜，需要实现50倍，设计的时候怎么控制这个物镜的倍率，还是只用控制焦距，然后和筒镜的焦距做匹配。