Part2
一道习题
一开普勒望远镜,入瞳直径为40mm,物镜焦距100mm,目镜25mm,物方半视场角为5度,分别求无渐晕和渐晕系数K=50%时的目镜口径。如果大家会画这道题的光路图,就能直接求出结果,也就能理解渐晕到底是怎么一回事,我们可以先画出无渐晕时的光路:
利用相似三角形,即可计算出目镜的有效口径,目镜的口径由最大视场对应的边缘光线决定。接下来我们再看一下有渐晕时的情况,渐晕系数50%其实也是一个特殊情况。
渐晕系数50%相当于有效通光被遮挡一半,此时目镜的口径直接用五度的视场角和目镜物镜之间的间隔就可以算出来。这里我就不具体计算了,大家可以自己试一下,也可以试一下其他渐晕系数的时候是什么情况。
【成像光学基础】平板玻璃会引入像差吗【成像光学基础】色差的计算与矫正Part3
Zemax软件中的设置方法
如果我们拿到一个专利里的初始结构,输入到Zemax里面之后光学系统图可能是下面这种情况。这并不是我们输入的参数有问题,而是这个系统本身是具有渐晕的。
默认的镜头数据编辑器中没有渐晕,我们可以自己在视场编辑器中设置渐晕大小,这里的数即为归一化的渐晕因子,例如下面的输入方式表示最大y视场渐晕系数为70%。另外在ZEMAX中,VDX/Y大小表示视场的平移(相对于孔径光阑),单位为mm,这个可以描述激光扫描等情况。
给定了上面的渐晕系数,并简单优化一下,我们可以看一下此时系统的状况。这样的初始结构是可以用来进一步优化的。
实际上的渐晕主要是元件形成的,也就是光学元件和机械元件在某些位置形成了渐晕光阑,实际渐晕系数还有一种更精确的计算方法。我们可以先把所有的透镜口径设为固定值。接着让系统自动计算一下实际的渐晕系数。
此时系统是根据我们固定的透镜口径自动计算的各视场渐晕大小,这种方法更符合实际情况。在优化的早期,由于我们的初始结构和最后的结果往往相差较大,所以也可以手动调整渐晕系数。可以说这两种方法都是常用的,在优化一个镜头的过程中都可能用到。
Part4
总结
通过本文的详细讨论,我们对渐晕有了一个全面而深入的认识。总之,渐晕作为一个经常被提及但又容易被忽视的概念,在光学设计的学习与实践中具有不可忽视的作用。希望读者能够将本文所学的理论知识应用于实际的设计与优化过程中,灵活运用相关理论,提高光学系统的成像质量,满足各种应用需求。
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