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[我分享] 离轴三反的设计过程

   火.. [复制链接]
  • TA的每日心情

    2023-12-26 20:47
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    [LV.8]以坛为家I

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    发表于 2017-7-5 23:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
    希望我的分享有助于大家提高光学设计,大神请批评指正不足之处!!
    先说基本设计系统的要求把:f=1000mm,F/#=4,全视场2°,波段范围1~3微米,系统筒长750mm
    初始结构我任意在zebase上找了一个镜头,O_015(只要系统大致符合要求就行)
    先说说什么是离轴三反系统把,首先离轴系统就是共轴系统,只是改变了入射角的范围(共轴是0~2度,那么离轴之后可以是任意的角度比如7~9度),一般是要先设计共轴系统然后加入离轴量再设计的,但是现在很多系统都有现成的例子所以直接拿来用就行,比如我这个系统选择2°,就根据O_015系统变为了(Y视场)9~11度,(X视场不变0~2°)。
    初始系统


    之后是优化过程,先说优化要注意哪些,优化函数RMS spot radius chief ray。首先是焦距EFFL控制,然后筒长TOTR控制,其实优化离轴三反和我们平常优化共轴系统有些许不同,它最大的特点是优化要控制三面镜子的相对位置(不然优化时光线会跑掉,严重时光线不成像在像面上),按照主流的思想是控制光线的走向按照下面的图示


    这里由于zemax不能直接控制所以我写了宏,主要为了得到需要视场光线与面的交点,已知点以后可以求光线的斜率以及交点到光线的距离,大致是这样
    ! threemirror.zpl
    !

    nfield = NFLD()
    maxfield = MAXF()

    IF (maxfield == 0.0) THEN maxfield = 1.0;
    !面的个数

    n==pvhx()
    !field
    i=pvhy()
    !子午或者弧矢
    j=pvpy()


            hx = FLDX(i)/maxfield
            hy = FLDY(i)/maxfield
            PRINT "Field number ", i
            RAYTRACE hx,hy,0,j,PWAV()
            PRINT "X-field angle : ", FLDX(i)," Y-field angle : ", FLDY(i)
            PRINT "X-chief ray   : ", RAGX(n), " Y-chief ray   : ", RAGY(n), " Z-chief ray   : ", RAGZ(n)
            PRINT

    OPTRETURN 0,RAGY(n)
    OPTRETURN 1,RAGZ(n)

    PRINT "All Done!"
    其实可以直接照搬zemax里面的例子,挺简单的
    然后就在优化函数里面实现,优化后的结果






    最后说一下,后面的一组你也可以不控制第二类间隙,只控制第一类间隙(这种想法我还没付诸实践),如图


    如果可以实现记得通知我,最后我附件给出我的zemax程序和宏(当然是照搬zemax中简单的例子拉勿怪!)

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  • TA的每日心情

    2023-12-26 20:47
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     楼主| 发表于 2017-7-5 23:22 | 显示全部楼层
    经常有人问离轴三反怎么设计,我花了点时间帮助大家解答,很辛苦呀,话说最近在学习怎么优化鱼眼镜头,有大神帮我指导下么,不然又得自己编写程序,很花时间呀
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-8-24 11:04
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    发表于 2017-7-6 09:04 | 显示全部楼层
    请问在这种离轴系统畸变如何优化?
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  • TA的每日心情

    2023-12-26 20:47
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     楼主| 发表于 2017-7-6 09:17 来自手机 | 显示全部楼层
    雀酆 发表于 2017-7-6 09:04
    请问在这种离轴系统畸变如何优化?

    dimx操作数就可以
    发帖求助前要善用【论坛搜索】功能,那里可能会有你要找的答案;
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  • TA的每日心情
    开心
    2019-8-11 21:15
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    小白

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    发表于 2017-7-11 22:23 | 显示全部楼层
    请问“第一类间隙”第二类间隙”指的是什么?没有搜到,盼解惑,谢谢!
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  • TA的每日心情
    无聊
    2018-5-19 18:29
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    [LV.3]偶尔看看II

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    发表于 2017-7-15 19:15 | 显示全部楼层
    三反的重点其实还是在加工和装调
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  • TA的每日心情

    2023-12-26 20:47
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     楼主| 发表于 2017-7-17 22:00 | 显示全部楼层
    必填字段 发表于 2017-7-11 22:23
    请问“第一类间隙”第二类间隙”指的是什么?没有搜到,盼解惑,谢谢!

    只是大家这样叫而已,具体就是控制镜子之间的距离
    好久没来了
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  • TA的每日心情

    2023-12-26 20:47
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     楼主| 发表于 2017-7-17 22:01 | 显示全部楼层
    ytylei@126.com 发表于 2017-7-15 19:15
    三反的重点其实还是在加工和装调

    那也得先设计出来不是?
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  • TA的每日心情
    无聊
    2018-5-19 18:29
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    [LV.3]偶尔看看II

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    小白

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    发表于 2017-7-24 19:59 | 显示全部楼层
    波段范围比较宽,仅对探测器而言需要使用多种不同的探测器,用宏控制间隙倒是个好方法,不过我们设计的时候几乎不用。几片非球面?什么形式?是否加了高次项系数?三反的F数很难达到2.5以下,视场还可以更大,一片镜子用多次系数可以做到5°以上
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  • TA的每日心情

    2017-4-25 11:21
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    [LV.1]初来乍到

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    小白

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    发表于 2017-7-26 10:35 | 显示全部楼层
    ytylei@126.com 发表于 2017-7-24 19:59
    波段范围比较宽,仅对探测器而言需要使用多种不同的探测器,用宏控制间隙倒是个好方法,不过我们设计的时候 ...

    对于宽波段,用不同的探测器,在光路上一般是怎么处理的?
    通天塔
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