关于安防镜头设计的一些问题

胡桃率先出击

各位前辈好，目前在试着做一款安防镜头，指标以下：F数是1.0，焦距是3.8-4.2mm，总长22.5mm。我选的是一个专利上的初始结构，通过专利上给出的数据焦距f4.28mm，F数1.0，以及计算结果可以推出总长为21.4-42.8mm。我用了EFFL和WFNO控制了操作数进行优化，还将DIMX设定了30%，现在用的都是球面，感觉没有到使用非球面的时候，有些参数还没进一步优化调整。但是目前遇到了一些问题：
1.在优化过程中光线在像面发生了交叉现象，这个问题我一直没有搞清楚，特别是对于初始结构F数特别大的情况，在用WFNO操作数缩小F数时，0视场光线汇聚情况分叉特别严重。
2.我一开始放开了总长，后面再对总长进行压缩的时候，像面光线交叉的现象又出现了，而且总长压缩幅度太大的话，镜子形状就会变得非常奇怪，对于这个总长的优化希望各位前辈能给些指导建议。
3.对于大视场，我一开始选择的优化函数为点列图，后面改变不大时更换为波前，但是一优化镜子结构反而更差了，难道这个两个评价函数方法不一样所导致的吗？

希望各位前辈给些议。以下是目前所得建到的光学结构。

毕之罗之

这个光线交叉，其实就是表明有很大的像差吧，总长要一点点的缩，不然很容易出错

浅海A

光线在像面交叉是正常的（除非是0球差系统），如果光线在像面处交叉很明显说球差很大（看点列图就知道了，看图三得知球差太大了）。

当F数缩小时即光圈变大，再优化软件会对边缘视场优化，那么中心视场成像肯定没之前好
用点图优化再改为波前优化系统炸掉也正常，这本来就是两种优化方式，如果不炸掉那这两种优化方式不就没区别了吗？可以试试在点图的优化函数上加入波前（注意两者的权重，波前权重不要给太大），建仪先把球差优化小了再加波前

woju

这个结构看起来并不美观，有一定的优化空间

白身鱼

G2 G3还需要再调一下

胡桃率先出击

白身鱼 发表于 2024-3-12 16:33
G2 G3还需要再调一下

感谢前辈建议，我在优化过程中也发现G2、G3相较于其他透镜来说曲率半径，厚度变化较大。那我在优化过程中要调整G2、G3的话应该考虑上非球面，或者说在球面的条件下减少其他透镜曲率半径和厚度的变量，只针对G2、G3进行调整呢？

胡桃率先出击

浅海A 发表于 2024-3-12 15:53
光线在像面交叉是正常的（除非是0球差系统），如果光线在像面处交叉很明显说球差很大（看点列图就知道了， ...

谢谢前辈指导，我用SPHA操作数进行球差优化的时候，是否可以根据赛德尔图中列出的每个面对于像差的贡献，只针对某个面进行调整。还是说考虑整体的球差，让目标值设为0进行调整？

Savitar

胡桃率先出击 发表于 2024-3-12 18:10
谢谢前辈指导，我用SPHA操作数进行球差优化的时候，是否可以根据赛德尔图中列出的每个面对于像差的贡献， ...

不要用SPHA ，优化球差优先用点列默认优化函数，把权重加大，如果效果不明显就继续加大，除非只有一个视场的球差很大的时候再用针对性的办法去优化

浅海A

胡桃率先出击 发表于 2024-3-12 18:10
谢谢前辈指导，我用SPHA操作数进行球差优化的时候，是否可以根据赛德尔图中列出的每个面对于像差的贡献， ...

不建议用SPHA优化球差（除非优化到大后期），可以看着光线光扇图使用TRAY（TRAX）去优化球差（LONA也可以优化球差），图中曲线越靠近x轴球差越小
另赛德尔图好像只是各像差的比例图，柱子高只代表某像差的比例大，不一定代表数值大（如果总像差都小），数值可以看赛德尔系数，但赛德尔系数好像只是近轴像差

Yore

关于默认评价函数，如果要从点斑换波前优化需要改下权重，特别是像差还比较大的时候，波前的权重要给得小很多