目镜和物镜的组合问题求助

追光而行

想向各位前辈请教目镜和物镜组合的问题。现在我有一个系统，我想分成目镜和物镜两套光学系统，分别优化完成后，再进行组合成一个系统，进行最终的优化。但现在的问题是，目镜和物镜在zemax中如何组合，目镜和物镜要什么参数一致才能匹配组合成功（是F数，还是光瞳衔接，还是什么其他的参数？）
一、首先介绍目镜的优化
目镜指标要求；
波长FDC
出瞳距100mm
出瞳直径5mm
焦距30mm
材料：成都光明
成像质量要求：RMS小于5um，消垂轴色差。
选择合适的目镜初始结构，如图



这个初始结构其实相当不错，离预期目标不远，下面按照技术要求优化。由于结构较为简单，因此我在优化时直接将半径和空气间隔一起当作了变量，一起进行了优化。优化结构如图所示




可以看见，优化后的结果符合技术指标的要求。
二、物镜优化
物镜焦距40mm
F数4
波长FDC
材料：成都光明
成像质量要求：MTF在60线对处高于0.4
选择合适的初始结构，如图所示


开始优化，最终的结果如图所示





可以看到，最终的优化结果符合技术指标。
三、目镜和物镜的组合以及问题
首先利用组合透镜公式计算前组和后组透镜的焦距


但是，按照上述方法组合透镜，会出现问题，如图所示


我选择在目镜最后一面插入物镜，不知道为什么物镜会变成倒置，不知道怎么解决。
我期望的状态是这样的，如下图所示

现在我不知道怎么解决这个问题，希望有大佬能帮助解答，谢谢

Maxray

你物镜是无限远的物镜，目镜也是成无限远的像，两个怎么结合？你起码要有像成在目镜的焦点上，才能从目镜上出来平行光吧。两者结合，一个是确保视场匹配，另一个是确保NA匹配

LUCKY_ADA

楼主，你好，请问可以分享一下你的目镜初始结构嘛?

匍匐前进

光瞳匹配就可以，你物镜视场角和目镜视场角的比应该等于物镜焦距和目镜焦距的反比

Kelvin

匍匐前进 发表于 2023-9-21 12:13
光瞳匹配就可以，你物镜视场角和目镜视场角的比应该等于物镜焦距和目镜焦距的反比

想问一下光瞳拼接是不是我理解的，物镜的像面与目镜的相面重合啊，有点不理解物镜视场角和目镜视场角的比为什么应该等于他们焦距的反比，难道不应该是物镜目镜视场角相等，或者物镜视场角略大吗？

Loy

。。。。。
看了半天，看描述的更像是目镜+物镜的无限远共轭显微系统，看你的图2图3图示是投影系统，这样的话叫前后组可能更好点吧。。。。
再回到你的原理图上，前组平行光入射成一次像，后组把一次像成二次像，所以你自己画的计算的图是不是在这里适用的嘞？
如果这里后组需要适用你说的物镜，那用有限共轭（也就是前后都有焦点的物镜）物镜会不会就可以组合了？
关于焦距的最终要求，建议先组合（光瞳匹配）起来看看，再不行还可以缩放再优化~

一共八下

无限远物镜和目镜的组合需要中继镜组TUBE LENS，相关的黑盒ZEMAX数据可以去THORLABS上下载，TTL200就可以，各项数据很优秀，注意黑盒透镜的无法反转，所以两个数据都下载，最终整个系统应该是目镜+筒镜＋物镜的组合，物镜插入后倒置的问题，你再重新调整下顺序吧，不知道你怎么插入的，还要注意下你想要多少的放大倍数，筒镜EFL/物镜EFL是无限远校正的放大倍数，TTL200不合适就换别的，尼康奥林巴斯他们的标准不一样