关于2025宇瞳杯赛题1讨论

lalagaga

有几个疑问想和大家讨论一下：
1.NA到底怎么算为标准？
NA=n×sin(θ)，D=2*f*tan(θ)。这个n到底用水的折射率1.33还是盖玻片折射率K5 n=1.55的折射率？前者算出来D是8.7313mm，后者算出来6.7753。差别很大！
2.透过率到底怎么说？
如果是10片透镜，每个面镀抗反膜，假设95%透过率，0.95^20=0.35<<那不炸了吗。
要每个膜都达到0.995%透过率，0.995^20=0.9，这能实现吗？

3.能不能加入略微的孔径拦光？
NA太大了边缘光线不好看，有没有加入一点点，很少很少渐晕的大NA系统例子？

4.MTF曲线和点列图看着很好，接近衍射极限，但是波像差不是所有波长和视场PV 值都>0.25λ（所有波长）
PV值是否可认为作为参考？大部分实现<0.25λ，但总有达不到的某个视场


5.像面要不要设置水材料？

赛题一：水浸物镜设计
设计一款应用于共聚焦成像系统的水浸物镜系统（介质明确为纯净水）：
物镜性能指标：
（1）物镜共轭特性：无穷远共轭；
（2）工作波长：785 nm、810 nm、850 nm，权重相等（1:1:1）；
（3）数值孔径（NA）：≥ 0.9；
（4）像高（对角线）：0.707 mm；
（5）有效焦距：4.75 mm；
具体设计要求：
（1）远心性：＜ ±2°；
（2）最大总长：＜ 50.8 mm；
（3）最大口径（净口径）：25.4 mm；
（4）水层厚度：0.5mm＜d＜1mm；
（5）总透过率：＞ 85%；
（6）盖玻片：0.17 mm，K5；
（7）畸变：＜ 5%；
（8）成像性能：波像差 PV 值＜ 0.25λ（所有波长）；
（9）场曲矢高：＜ 25 μm；
（10）轴向色差：＜ 3 μm；
（11）垂轴色差：＜ 1 μm。
注意：
1） 远心性：主光线与焦平面法线的夹角在+/- 2°范围内；
2） 水厚度代表工作距离，即后焦距的长度；
3） 透过率> 85%：要求透镜数目尽可能的少，有可能需要镀抗反膜；（镜片数不做约定）
4） PV < 0.25 波长：说明全视场范围内必须具备衍射极限的设计效果；
5） 场曲要尽可能小。

banwenzheng

你好 你做出来吗

banwenzheng

可以一起讨论一下

苦瓜

想请问一下题目里的像高指的是全视场还是半视场

柒小凡

镀膜单个面达到i99.5%透过率应该问题不大

开心的安倍

这里NA指的物方NA物方空间介质是啥，折射率就是啥

hs123xxx

1、NA肯定是在水里面算，NA是物方NA，那物方定义就是在水里
2、其实是个开方性问题，镀膜多少，是你说了算，但也一定程度上考察你的经验，同时考虑材料吸收，然后你能自圆其说就行。一般增透膜做到99.5%是可以的，对于一些高折射率材料，你可以保守到99%。  然后镀膜跟入射角相关，所以入射角也相应控制，一般不要大于30°。然后你先设计，以像差和公差为主，看多少个镜片，先简单算算，一般考察有没有用特殊材料吸收的、特别厚的镜片，数量是否过分多了。如果这些都合理，就不会有啥大问题。
3、渐晕一般不行，在这个系统里面，会影响边缘的分辨率和亮度，亮度可以参考透过率指标，设置渐晕倒是可以适当说明，但是没有特别明确的分辨率指标，如果加了渐晕，像像差和波像差指标就容易满足了，就失去了指标的意义。  当然你实在做不出来，可以适当加渐晕，来满足像差，这样就看有没有人比你设计的更好
4、按设计指标来，指标达不到就是不行。 因为这个单纯是个题目而已，而不是产品，如果是产品，可以根据设计结果再去评估一些设计指标的合理性。 但既然是题目，就没必要了

banwenzheng

hs123xxx 发表于 2025-5-19 17:10
1、NA肯定是在水里面算，NA是物方NA，那物方定义就是在水里
2、其实是个开方性问题，镀膜多少，是你说了算 ...

您好，想问一下这个赛题一突出点在哪里，您认为这个指标难做吗

刺心

有个问题，水在哪？是在K5的上面还是在下面？

yunni

用波前的时候能pv和rms切换着优化，实现跳出极值么？