第四周题目：复消色差

Dreamor_007

首先，对大家表示抱歉。由于我随意改题，导致大家做题过程中出现了种种的问题，我表示抱歉···

以后绝对不会出现这种情况


首先简单介绍下复消色差镜头


上图显示单片镜的初级轴向色差的问题，第二幅图片显示了消色差校正的结果，但是依然存在二级光谱问题。

二级光谱可以采用三片镜系统，极大改善二级光谱，得到的这个镜头就是复消色差镜头。

那么，问题是何时需要校正二级光谱色差呢？

镜头的分辨率不是受衍射极限的限制，而是受二级光谱限制，此时就需要考虑降低二级光谱。


本周题目：复消色差镜头

设计要求：
1、有效焦距：250mm
2、F数：5
3、视场：18度
4、波段：0.4-0.7um（改为了连续光谱）
5、最大畸变：3%
6、后焦距（BFL）大于50mm
7、系统总长： 小于340mm
8、设计MTF：所有谱段成像尽量近衍射极限，可略微降低点。
9、允许所有谱段同时工作，且均成像在同一固定像面处，无任何调整机构和参数。

10、使用成都光明玻璃材料，因为系统要无热化设计，镜片数量不得超过8片，使用材料不得超过3种，且不得使用dn\dt非常大的材料。（选做）

这个题来自光行天下：“扬帆远航”版主

以下是一些参考资料：






  光学设计，公差分析，光学系统图和零件图绘制希望大家都要完成


              
                公差等级
               
               
                 公差分析价格
                 
               
                 玻璃图               
              
              成都光明玻璃价格表         
               
               


            希望大家一起进步  谢谢大家。

Dreamor_007

这是书上的一个结果，可以看出虽然二级光谱得到很好的校正，但是其他像差确实较大，二级光谱校正没有意义



玻璃没变的情况下进行优化像差得到如下图所示。





从上图可以看出，艾里斑被一个光环包围着，且仅仅是d-光。

所以此时要进行二级光谱校正。


将所有的半径设置为变量，进行优化

得到如图

Dreamor_007

大致步骤和第一次一样··

做了一个光阑放置于三胶合透镜后面的结构（没有考虑消热差，不满足第10条件，用了四种玻璃）



公差采用Q2档位（满足：使最差情况下的传递函数由于工艺因素的总下降量不超过0.2）




评价方式采用





得到最终结果：







希望大家都动手练习····

光设小新手

复消色差蛮难搞的，复消色差优化好后，其它像差大的不像样，水平有限，求大大们指导，怎样选择合适的玻璃材料，既能复消色差，又可以使其它像差又不太大。书上说：两块玻璃可以位于或接近正常玻璃线，但是第三块玻璃应尽量远离它，并且最小化这个三角形面积，将可以获得更好的复消色差结果。

Dreamor_007

这是零件图和系统管路图，希望大家不吝赐教

damioo7

第九条无任何调整机构是什么意思？是不调焦还是纯粹无热化镜头？但是看你发上来的结构高低温却又调焦了，所以应该是哪种情况？

Dreamor_007

damioo7 发表于 2017-6-19 17:41
第九条无任何调整机构是什么意思？是不调焦还是纯粹无热化镜头？但是看你发上来的结构高低温却又调焦了，所 ...

按照你自己的理解来，我把我第一个帖子删了···

damioo7

f：250mm                                ok

F：5                                         ok；

TTL： 291.29mm＜340mm      ok；

视场角：18度                           ok；

工作波段：0.4-0.7um               ok；

最大畸变＜1.3%                        ok；

BFL：＞50mm                          ok；

MTF：接近衍射极限                  ok；

成像在同一像面上，调焦机构；

工作温度： -20℃~50℃

使用三种材料搭配，材料使用比较偏也贵，分别是h-zf72，h-zlaf69，h-fk61，镜片数量7片。

公差这部分Q5-Q7均作为参考，主要是5-7双胶合偏心和倾斜敏感一些，使用Q4~Q5公差，第三片和第六片折射率和阿贝数使用Q5公差。

原计划要做个摄远结构的镜头，但看系统图貌似不太像，有点像反远距镜头，不过影响不大。能实现即可，最终下来公差也不紧，后续细致分析工作由于时间原因就没有继续做，望谅解！

另外由于电脑没安装网络，截图会比较麻烦，所以镜片参数编辑表没有截图。

结果如图：

我有一头小毛驴

补交作业，都已经错过了3周了。做了下复消色差的，做起来还是有些吃力，听说这个比较考验基本功，看来还是功力不足。说一下大体过程。
1.初试结构刚开始是自己随便做的，光路跑顺。本来的想法是中间两个双胶合，前后在各增加一个镜片，后面优化着发现有前有
三胶合的趋势，索性就改成三胶合了，同时也参考了下其他人做过的结构和玻璃选型，然后面又增加了一个镜片，总共7片。

2.优化中发现spot怎么也不能再小，mtf边缘视场拉不起来，然后不断的尝试调整结构，手动调整光阑距离和玻璃间距，经过不断
尝试spot终于变小了些，但是边视场mtf还是很低，后面用了REAY和TRAY来控制，最终结果小了些，但总觉得还是可以提升。看过
其他人做的，应该是可以把SPOT做到个位数以内的。但不知道怎么再去选择操作数优化了。

3.公差刚开始选用了Q5等级，800次蒙特卡洛后spot变化太大，收紧2倍公差，基本与原来spot相当。

问题：
MTF边缘视场上不去，看了下感觉主光线都没有聚焦，请教各位这个时候如何去改善呢？

mang2004

初始结构：最简单的方法