7片双高斯系统设计问题

小紫薯

老师给了一个7片式双高斯的光学设计如图1，根据参数F#1.4，视场47度，我的初始结构选的是Zemax自带的28°6片双高斯设计，该结构初始F#大概在3左右。现在遇到了瓶颈，求助下各位。说一下我目前的思路和做到的程度。

1）首先，我没有动视场角，先把整个系统F#由3变到了2.2左右（逐步趋近的）。变量主要是曲率半径和镜片厚度，没有调整空气间隔，操作数只限制了最小玻璃厚度。评价函数用点列图-质心-全局优化到了如图2。
2）此时系统总长太长，焦距等一系列指标和规格相差太远，所以将系统整体缩放到差不多的水平，然后加了最后一片镜片，又将F#逐渐由2.2变成1.8，操作数限制了焦距/后工作距和全长，让系统逐步趋近。评价函数用的波前-质心-锤形优化替换了一些玻璃材料。得到了如图3。
3）继续将F#优化到1.4，同时也把视场角度增加，把所有变量都开放出来，全局-波前-质心，把前组的胶合镜也分开了（做这步的目的是因为老师给的剖面图是分开的）。加入了MTF操作数控制，得到了如图四的结构，当前感觉这个系统优化到了局部最优，优化不下去了，镜头全长也压缩不了了。感觉还是这个结构有问题。
当前的问题：1）将一个大F#小视场的系统优化成一个小F#大视场的系统正确的思路应该是什么。
                    2）原始结构全长很大，如果一开始就缩放然后降低F#那么镜片的形状就好奇怪，但是如果先降低F#再缩放，那镜头全长又太长。所以什么思路才是正确的？
                    3）过程中会出现点列图是好的，但是MTF变差尤其是中心的MTF，这是为什么？
                    4）空气间隔太小了，优化就容易变成负值。所以容易变成负值的空气间隔我都没设置成变量，这样可以吗。
                    5）再继续优化下去。MTF值提高，那光阑前后间距就变的好小啊，明显有问题。

达利园效应

这是课程设计吗

小紫薯

达利园效应 发表于 2024-10-23 16:36
这是课程设计吗

是的，是导师给的作业，本人新人一个，正在努力学习Zemax

左岸

估计到极限了，RI要求30%以上，那可以考虑加渐晕；其次考虑是不是要上非球面！

小紫薯

左岸 发表于 2024-10-23 16:45
估计到极限了，RI要求30%以上，那可以考虑加渐晕；其次考虑是不是要上非球面！ ...

不让加非球面，就是HOYA的常见材料

zywu

1）将一个大F#小视场的系统优化成一个小F#大视场的系统正确的思路应该是什么。 2）原始结构全长很大，如果一开始就缩放然后降低F#那么镜片的形状就好奇怪，但是如果先降低F#再缩放，那镜头全长又太长。所以什么思路才是正确的？
答：个人感觉挑选初始结构的话，最好还是选择F数或者视场角二者至少其一达到设计标准的比较好，这样后续提升参数的渐进式优化会省事儿的多

3）过程中会出现点列图是好的，但是MTF变差尤其是中心的MTF，这是为什么？
答：RMS和MTF优化本身就是两个不同的评价指标，RMS关注的是追迹光线的光斑直径，MTF关注的能量的集中性能量密度，优化模式也会分为RMS和MTF两个模式，需要根据需要调整，兼顾两者

4）空气间隔太小了，优化就容易变成负值。所以容易变成负值的空气间隔我都没设置成变量，这样可以吗。
答：操作数里面缺少默认对于空气中心和边缘空气厚度的设置，所以才会变成负值

5）再继续优化下去。MTF值提高，那光阑前后间距就变的好小啊，明显有问题。
答：因为你在目前结构下对总长的限制太严格，所以只能缩短空气间隔

童年之光

C:\Users\Administrator\Desktop\捕获.PNG

加油学光设

还行，这个课题挺简单的，用codev最多十几分钟就设计完了

加油学光设

这个是转成zemax的设计

隔壁的薛定谔

加油学光设 发表于 2024-10-24 11:09
还行，这个课题挺简单的，用codev最多十几分钟就设计完了

这个案例，设计过程中遇到过局部极值么？