双胶合透镜初始设计

双胶物镜是一种最常用最简单的望远物镜，由一个正透镜和一个负透镜胶合而成。如图所示，这种透镜的优点是：结构简单，安装方便，光能损失较小，合适的选择玻璃可以校正球差、彗差、和轴向色差三种相差，满足望远镜物镜要求。

在设计系统的时候就要考虑到环境的影响。在zemax中可以直接设置系统所处的环境温度和压强，zemax会根据材料库中的数据自动计算出各材料在所设置环境下对应的折射率、厚度等数据。zemax中环境设置：general - environment：要同时考虑不同温度下的系统成像质量。

分享一篇关于绘制光路图的指南： 利用PowerPoint软件画出双胶合透镜。通过Shape Format中的Merge Shapes功能，将选定的形状片段组合并调整，以获得与实际比例相符的透镜。以AC254-080-A双胶合消色差透镜为例，可从Thorlabs官网获取其机械图纸。

提高透镜的成像质量。优化函数还可以与其他优化算法结合使用，进一步提高透镜设计的效率和精度。总之，Zemax软件提供了多种工具和方法来查看和优化双胶合透镜的像差大小。用户可以通过观察像差图和调整透镜参数，以及编写优化函数来深入理解和优化透镜设计中的像差问题，从而提高透镜的成像质量。

首先，要创建ISO元件制图，用户可以从“生产”菜单选择“ISO Element Drawing”，或者使用快捷键Ctrl+Shift+E。进入设置后，需输入起始面信息，选择显示类型，如表面、单透镜或双胶合透镜。设置中还包含了从LDE和TDE重置功能，以及公差和成本估计选项，后者可用于预估单透镜成本。

光学设计中像差总结(3)

大视场光学系统，如望远目镜和显微目镜，除了考虑轴上点的像差公差，还需校正轴外点像差。子午彗差、弧矢替差、像散、场曲、畸变和倍率色差的公差控制通常基于经验公式。在确保像散、场曲在眼睛的调节范围之内后，允许有2~4D（屈光度）的公差。目镜视场角小于30°时，公差应缩小一半。

常见像差：畸变、场曲、渐晕。畸变使直线物体在图像中弯曲，分为桶型畸变（线条向四周凸出）、枕形畸变（线条向中心内凹）与复合型畸变；场曲影响了像面成像清晰度，需要通过光圈调整减小影响；渐晕导致画面中心与边缘亮度不同，尤其在广角与大光圈镜头中常见。

像散：视场中的隐形杀手 像散是轴外点的像差，对清晰度有直接影响。通过调整视场光阑的位置，可以减轻像散带来的影响，保持图像的锐利。 慧差：大孔径下的彗星尾迹 慧差，尤其在大孔径光学系统中，产生彗星状的弥散光斑。通过优化透镜曲率、非球面设计或缩小光圈，可以有效降低慧差的影响。

像散（ASTI）：通过ZEMAX操作数计算像散贡献量，控制像散。 畸变控制（DIMX， DISG）：设定畸变上限与目标值，实现畸变优化。常用操作数总结 本文全面总结了光学设计中常见像差类型与控制方法，旨在提升您在光学系统设计与优化过程中的专业能力。

都是像差校正的有效方法。合理拦截光束和选择光阑位置也是控制像差的关键。通过深入理解像差及其校正方法，光学设计师可以优化光学系统的性能，提升成像质量，满足各种应用需求。像差校正工作涉及理论分析与实践操作，是一个复杂且精细的过程，需要综合运用光学原理、数学计算和经验技巧。

在设计一个光学系统时,应如何考虑孔径光阑的位置

1、将所有光学系统中的所有元件通过其前面的元件成像到物空间，这些像对物面中心张角最小的那一个像为入瞳，对应的元件为孔阑，通过后面的元件成像到像空间，这个像为出瞳。

2、举例说明，求解系统中视场光阑的具体方法。解：已知系统孔径光阑为光阑P，入瞳位置及大小，后一个透镜物方像的位置及大小。考虑从入瞳中心出发到其他光阑边缘所连线与光轴形成的角。通过计算得出透镜为视场光阑。

3、称为孔径光阑，限制视场最多的光阑，称为视场光阑。由上可知，孔径光阑和视场光阑两者都是实物。决定光学系统的孔径光阑的一般规则是：从物点看光阑或光阑的像，由其中张角最小的那一个，来决定光学系统的孔径光阑。如果张角最小的是某光阑的像，则该光阑本身就是孔径光阑。

4、为了设计出光学系统的原理图，确定基本光学特性，使其满足给定的技术要求，首先要确定放大率（或焦距）、线视场（或角视场）、数值孔径（或相对孔径）共轭距、后工作距、光阑位置和外形尺寸等。因此，常把这个阶段称为外形尺寸计算阶段。一般都按理想光学系统的理论和计算公式进行外形尺寸计算。

5、表示孔径光阑与透镜面不重合时的入射光瞳和出射光瞳。中孔径光阑D位于透镜L之前，在其前方无别的光学系统，故孔径光阑本身就是入射光瞳； D由后方透镜L所成的像D ′就是出射光瞳。中孔径光阑D位于透镜的后方，D本身就是出射光瞳；D由其前方透镜成的像D′为入射光瞳。

6、首先，让我们通过一个简单的例子来演示圆孔衍射。圆孔衍射现象在光学系统中普遍存在，与艾里斑紧密相关。通常，孔径足够大，衍射级次间的对比度很高，能量集中度也很高，使得难以区分或观测。但数学上，衍射现象始终存在。在Zemax中，通过镜头数据编辑器LDE数据列表输入镜头面型数据。

【自我提升系列】Zemax学习:光学系统彗差

1、从几何光学原理出发，彗差的出现源于外视场不同光瞳区域的放大率差异，这导致像高存在差异，从而在像面上产生彗星般的形状。在Zemax中，通过Zernike系数的分析，我们可以清晰地观察到彗差现象，无论是3D视图还是标准点列图，都能直观地展示出这个特点，特别是点列图中，彗差的命名来源一目了然。

2、球差是由于近轴光线与远轴光线的光程差异导致焦点不一致，形成多个焦平面。球差与镜面直径的四次方成正比，与焦长的三次方成反比。焦比低于f/10的望远镜易出现球差。可通过 Zemax 模拟，设置设计目标（如 F/4 焦距：100mm，材料：BK7）和特定视场，观察焦点不重合的现象。

3、垂轴色差（倍率色差）：通过特定视场、波长与光束尺寸下的像面高度差计算，控制垂轴色差。 彗差：利用TRAY操作数计算光线对与主光线的偏离情况，控制彗差。 细光束场曲（FCGS， FCGT）：描述弧矢与子午场曲，适用于非对称系统。 像散（ASTI）：通过ZEMAX操作数计算像散贡献量，控制像散。

4、为了在光学设计中应对这些像差，可以使用多种软件工具，如Zemax、CODE V、Lighttools和TracePro等。这些工具提供了强大的功能，帮助光学工程师优化设计，减少像差，提高光学系统的性能。此外，作为光学工程师的工具书和教程资料也非常重要，它们为理解光学原理、设计和优化光学系统提供了宝贵的资源。

王裕齐光学设计

在1965年，北京航空航天大学（北航）开始研发对航空航天至关重要的星体跟踪器，王裕齐在这个过程中担任了关键角色，负责光学系统的创新设计。当时，电子计算机尚未普及，他们依赖传统的三角追迹方法。

年至1951年，他又在北京空军工程部担任军械工程师，进一步深化了他在航空领域的实践。1951年到1956年，王裕齐投身于航空工业局，为我国航空工业的规划与发展贡献力量。1956年以后，他在北京航空学院担任教授，直至1976年，他一直致力于自动控制系特种设备教研室的建设，培养了一代又一代的航空科技人才。

到底什么是光学设计?

光学设计是光学工程师的必备技能，旨在设计出满足特定需求的光学系统。不同于其他设计，光学设计聚焦于构建满足实际应用的光学配置，而非单纯追求系统性能最优。本文将深入探讨光学设计的范畴，以及不同类型光学系统的设计重点。

光学设计的核心是什么？找到平衡成本与加工性能的最适解决方案，而非追求理想解的最优像质。在理解光学像差理论的基础上，熟悉各种光学系统结构才是关键。对于初学者，从入门到精通，直接使用Zemax软件是最高效的方式。

将LED芯片封装成LED光电器件，必须进行光学设计。这种设计在业内称为一次光学设计。一次光学设计主要是决定发光器件的出光角度、光通量大小、光强大小、光强分布、色温范围和色温分布等。在使用LED发光器件时，整个系统的出光效果、光强、色温的分布状况也必须进行设计。这称为二次光学设计。