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基于Zemax的三片式照相物镜设计与优化 被引量:1
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作者 王宏哲 李渊 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第3期229-235,共7页
对于三片式照相物镜的设计,首先,根据设计要求从已有专利、文献中选取一个与其相近的系统作为原始系统。其次,利用Zemax光学设计与仿真软件对初始结构进行整体缩放,直至符合设计要求值。最后,分别通过优化镜头诸面的面形参数及调制传递... 对于三片式照相物镜的设计,首先,根据设计要求从已有专利、文献中选取一个与其相近的系统作为原始系统。其次,利用Zemax光学设计与仿真软件对初始结构进行整体缩放,直至符合设计要求值。最后,分别通过优化镜头诸面的面形参数及调制传递函数(MTF)曲线对像差进行优化与校正。得到一款焦距为30 mm,半视场角为25°,F数为4的三片式照相物镜。该镜头由1个弯月凸透镜、1个双凹透镜和1个双凸透镜组成。设计结果表明:整个光学系统为对称式结构,结构简单且紧凑,总轴长度为33.83 mm,光学系统的弥散斑较小,最大畸变小于0.017。 展开更多
关键词 三片式照相物镜 zemax 光学设计
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基于ZEMAX的柚果内部品质光谱无损检测光路仿真与试验 被引量:1
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作者 陈鑫 徐赛 +1 位作者 陆华忠 梁鑫 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期618-623,共6页
[目的]解决柚果Citrus maxima在无损检测中采集的光谱信息较弱、柚果内部品质检测不准确的问题。[方法]采用ZEMAX软件对光谱无损检测光路进行光学仿真,并搭建实物装置进行测试与验证。为进一步验证该光路对柚果内部品质的无损检测效果,... [目的]解决柚果Citrus maxima在无损检测中采集的光谱信息较弱、柚果内部品质检测不准确的问题。[方法]采用ZEMAX软件对光谱无损检测光路进行光学仿真,并搭建实物装置进行测试与验证。为进一步验证该光路对柚果内部品质的无损检测效果,采集400~1 100 nm波段132个柚果光谱数据,理化测定其可溶性固形物含量并进行训练建模和测试验证。[结果]最优光路参数为:灯珠数量为7、柚果与光源间距为2 cm,探测器与柚果间距为0.5 cm。通过Savitzky-Golay (SG)平滑和标准正态变换(Standard normal variate,SNV)预处理,竞争自适应重加权采样(Competitive adaptive reweighted sampling,CARS)特征选择,建立柚果糖度偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)预测模型,训练集R2和RMSE分别为0.81和0.85,测试集R2和RMSE分别为0.81和0.89。[结论]本研究得到的柚果光谱无损检测光路参数可用于柚果内部品质的无损检测,检测效果较好,也为其他大尺寸水果内部无损检测提供了参考。 展开更多
关键词 柚果 zemax 光路优化 光学仿真 无损检测 建模识别
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基于Zemax的在线光纤标准具模拟和设计
3
作者 程义 王福娟 +1 位作者 王自鑫 蔡志岗 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第6期1331-1336,共6页
从原理上分析了单层膜和法布里-珀罗谐振腔(Fabry-Parot cavity,FP腔),并使用Zemax软件的膜层设计工具对分光比膜和FP腔进行了建模,分析了不同折射率材料单层膜的反射率和透射率随波长的变化关系。对FP腔的模型进行简化分析,用3 mm间距... 从原理上分析了单层膜和法布里-珀罗谐振腔(Fabry-Parot cavity,FP腔),并使用Zemax软件的膜层设计工具对分光比膜和FP腔进行了建模,分析了不同折射率材料单层膜的反射率和透射率随波长的变化关系。对FP腔的模型进行简化分析,用3 mm间距的空气隙FP腔进行了反射率和透射率初步验证。设计了一款通讯常用的50 GHz的光学标准具,并介绍了一种基于自聚焦透镜准直器的在线光学标准具生产方案。通过设计,控制自聚焦透镜平面分光比膜的透射率和反射率,调整2个自聚焦透镜准直器之间的距离,达到控制FP腔的峰值、谷值透射率和自由光谱范围(free spectral range,FSR)等参数的目标。通过Zemax建模,发现模拟和样品的参数值基本一致。分析了样品间差异、光谱峰值透射率的差异和光谱相位差异。使用Zemax分析FP标准具方便直观,为FP的设计与分析提供了一种新方法。 展开更多
关键词 法布里-珀罗标准具 zemax 光学仿真
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基于ZEMAX的手机摄像镜头设计 被引量:18
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作者 宋东璠 张萍 +3 位作者 王诚 张韧剑 任兆玉 白晋涛 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期34-38,共5页
在光学工程软件ZEMAX的辅助下,配套采用像元大小为1.75μm的CMOS图像传感器,设计了一款500万像素的手机镜头,镜头视场角60°,F/#2.8,半像高2.87 mm,镜头总长为6 mm,镜头为3P1G结构,第1、3、4片镜片采用非球面塑料,第2片镜片采用球... 在光学工程软件ZEMAX的辅助下,配套采用像元大小为1.75μm的CMOS图像传感器,设计了一款500万像素的手机镜头,镜头视场角60°,F/#2.8,半像高2.87 mm,镜头总长为6 mm,镜头为3P1G结构,第1、3、4片镜片采用非球面塑料,第2片镜片采用球面透镜。各个视场的横向像差均小于20μm,均方根半径(RMS Radius)都在艾利斑之内,在1/2奈奎斯特频率处绝大部分视场MTF值都大于0.6,可以获得优质的成像效果。 展开更多
关键词 手机镜头 zemax 500万像素 调制传递函数 像差校正
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基于ZEMAX的半导体激光准直仿真设计 被引量:15
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作者 陈国 赵长明 +3 位作者 纪荣祎 李鲲 罗雄 白羽 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期318-321,325,共5页
为了压缩905nm的半导体激光,以用于远程测距,采用几何光路原理,设计了由两个相互垂直的椭圆柱面透镜组成的准直系统,并在ZEMAX软件的非序列模式下实现仿真。半导体激光器快慢轴的初始发散角为30°和15°,经过柱面透镜后,半导体... 为了压缩905nm的半导体激光,以用于远程测距,采用几何光路原理,设计了由两个相互垂直的椭圆柱面透镜组成的准直系统,并在ZEMAX软件的非序列模式下实现仿真。半导体激光器快慢轴的初始发散角为30°和15°,经过柱面透镜后,半导体激光器两个方向的发散角都大大压缩;经准直后,激光束的快慢轴发散角分别为4.4mrad和3.6mrad,基本满足了远程测距的要求。结果表明,椭圆面柱透镜对半导体激光有很好的准直作用。 展开更多
关键词 激光光学 发散角 几何光学 zemax
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用ZEMAX模拟五棱镜误差对平行度检测的影响 被引量:17
6
作者 闫亚东 何俊华 +1 位作者 仓玉萍 陈良益 《应用光学》 CAS CSCD 2007年第5期649-653,共5页
介绍了用五棱镜法检测大口径光束平行度的原理。分析了五棱镜加工的角度误差及面形误差对检测结果的影响,得出了五棱镜角度误差不影响检测结果,2个折射面的面形误差对检测结果的影响较小,2个反射面的面形误差对检测结果影响最大的结论... 介绍了用五棱镜法检测大口径光束平行度的原理。分析了五棱镜加工的角度误差及面形误差对检测结果的影响,得出了五棱镜角度误差不影响检测结果,2个折射面的面形误差对检测结果的影响较小,2个反射面的面形误差对检测结果影响最大的结论。介绍了选择五棱镜的方法和减小面形误差影响的方法。最后,给出了用五棱镜法检测单星模拟器出射光束平行度的应用实例。 展开更多
关键词 五棱镜法 平行度检测 zemax模拟 角度误差 面形误差
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基于ZEMAX高功率半导体激光器光纤耦合设计 被引量:11
7
作者 周泽鹏 薄报学 +4 位作者 高欣 王文 许留洋 王云华 周路 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1208-1212,共5页
随着半导体激光器光源在激光加工领域的应用不断拓展,研制高耦合效率的半导体激光器光纤耦合模块变得十分重要。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,本文应用ZEMAX光学设计软件进行仿真模拟,将12只波长为808 nm、输出功率... 随着半导体激光器光源在激光加工领域的应用不断拓展,研制高耦合效率的半导体激光器光纤耦合模块变得十分重要。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,本文应用ZEMAX光学设计软件进行仿真模拟,将12只波长为808 nm、输出功率为10 W的单管半导体激光器通过合束方法高效率耦合进光纤。耦合光纤芯径为150μm、数值孔径为0.22,光纤输出功率为116.2 W,耦合效率为96.8%。 展开更多
关键词 半导体激光器 zemax 高效率 高功率 光纤耦合
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基于ZEMAX的半导体激光器匀光设计 被引量:12
8
作者 黄珊 邓磊敏 +1 位作者 杨焕 段军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期522-526,共5页
为了满足半导体激光器能量均匀化的应用需求,基于ZEMAX光学设计软件设计了一套光束整形匀光系统。采用非球面镜与倒置柱面镜望远系统的透镜组合对单模半导体激光器进行准直,得到近似高斯圆光斑;在推导了基模高斯强度分布的匀光投影半径... 为了满足半导体激光器能量均匀化的应用需求,基于ZEMAX光学设计软件设计了一套光束整形匀光系统。采用非球面镜与倒置柱面镜望远系统的透镜组合对单模半导体激光器进行准直,得到近似高斯圆光斑;在推导了基模高斯强度分布的匀光投影半径的基础上,利用ZEMAX优化得到两个非球面镜组成的匀光透镜组,在一定范围内可获得能量均匀度达96%以上的圆光斑。同时,实现了一个大功率半导体激光器光纤耦合模块的能量匀化设计,满足对能量匀化要求较高的应用。结果表明,该研究为半导体激光器能量均匀化的应用提供了有效方法。 展开更多
关键词 光学设计 光束匀化 zemax 半导体激光器
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基于ZEMAX的半导体激光器非球面准直透镜设计 被引量:9
9
作者 杜彬彬 高文宏 +4 位作者 李江澜 石云波 徐美芳 赵鹏飞 王艳红 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1384-1388,共5页
为了解决半导体激光器出射光束发散角大的问题,根据几何光学原理,分别针对半导体激光器弧矢和子午方向的不同发散角度建立数学模型,设计出了在两个相互垂直的方向上具有不同非球面面型的非球面透镜,并在ZEMAX光学设计软件中进行了仿真... 为了解决半导体激光器出射光束发散角大的问题,根据几何光学原理,分别针对半导体激光器弧矢和子午方向的不同发散角度建立数学模型,设计出了在两个相互垂直的方向上具有不同非球面面型的非球面透镜,并在ZEMAX光学设计软件中进行了仿真。经非球面准直透镜准直之后,半导体激光器快慢轴方向的发散角分别从35°和7.5°压缩到了1.8 mrad和0.84 mrad,在距离光源10 m处接收面上的总光功率为0.497 W,光能利用率高达99.4%。结果表明,在相互垂直的方向上具有不同面型的非球面准直透镜对半导体激光器的准直具有良好的效果。 展开更多
关键词 半导体激光器 非球面透镜 zemax 准直
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Zemax软件在离轴三反射镜系统计算机辅助装调中的应用 被引量:30
10
作者 杨晓飞 张晓辉 韩昌元 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第3期270-274,共5页
利用Zemax光学设计软件与自编计算机辅助装调软件,实现了对大口径、长焦距、无中心遮拦离轴三反射镜光学系统的装调。通过Zemax软件模拟光学系统的失调模式,得到整个光学系统的波前像差,把波前像差代入到自编的复杂光学系统计算机辅助... 利用Zemax光学设计软件与自编计算机辅助装调软件,实现了对大口径、长焦距、无中心遮拦离轴三反射镜光学系统的装调。通过Zemax软件模拟光学系统的失调模式,得到整个光学系统的波前像差,把波前像差代入到自编的复杂光学系统计算机辅助装调软件中,计算出光学系统的失调量,与引入的失调量对比,证明了其正确性。在实际的装调过程中,用小型球面干涉仪分别收集3个视场的干涉图,得到失调光学系统的失调量,用Zemax软件验证失调量数据的正确性,从而指导装调。按此方法,在波长λ=632.8nm时,得到离轴三反射镜光学系统的全视场波像差RMS值为0.108λ。该方法也可以运用到其他光学系统中。 展开更多
关键词 离轴三反射镜光学系统 计算机辅助装调 zemax软件
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基于ZEMAX的大视场投影镜头设计 被引量:12
11
作者 侯国柱 吕丽军 曹一青 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期742-746,共5页
针对大视场投影镜头的设计问题,利用ZEMAX光学设计软件,通过各种操作数对镜头的基本参数和外形尺寸进行限制,并利用镜头架构的方式进行优化及大视场投影镜头的设计。其主要光学参量为:焦距为13.6mm,全视场角为60°,相对孔径为1/1.6... 针对大视场投影镜头的设计问题,利用ZEMAX光学设计软件,通过各种操作数对镜头的基本参数和外形尺寸进行限制,并利用镜头架构的方式进行优化及大视场投影镜头的设计。其主要光学参量为:焦距为13.6mm,全视场角为60°,相对孔径为1/1.6。设计结果表明:镜头的最大畸变量绝对值小于3%,最大场曲小于0.06mm,全视场MTF值在空间频率50lp/mm时高于0.6,基本达到衍射极限。该镜头由10片球面镜组成,光学系统结构紧凑、易加工。 展开更多
关键词 光学设计 zemax 大视场 投影镜头
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Zemax与Matlab动态数据交换及其应用研究 被引量:13
12
作者 张文静 刘文广 刘泽金 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第4期553-556,共4页
为了将Zemax的光学系统设计和分析功能与Matlab强大的矩阵计算和数据分析功能很好地结合起来,对Matlab和Zemax的DDE(dynamic data exchange动态数据交换)通信技术进行了研究,并将其应用于计算机辅助调腔技术的数值模拟过程中。通过动态... 为了将Zemax的光学系统设计和分析功能与Matlab强大的矩阵计算和数据分析功能很好地结合起来,对Matlab和Zemax的DDE(dynamic data exchange动态数据交换)通信技术进行了研究,并将其应用于计算机辅助调腔技术的数值模拟过程中。通过动态数据交换完成Matlab对Zemax的控制,实现了二者之间的数据传递,即在Matlab的控制下,实现对光学系统结构的改变,并获取输出光束的Zernike多项式系数值,从而大大方便后续数据处理工作。同理,其逆过程可以将计算得到的结果反馈到光学系统中,用于系统优化。二者的动态数据交换技术可提高研究过程中数据的可靠性和工作效率。 展开更多
关键词 计算机辅助设计 zemax软件 MATLAB软件 动态数据交换 光学设计
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基于matlab和zemax模拟双透镜耦合系统 被引量:9
13
作者 王诚 宋东璠 +1 位作者 冯晓强 张萍 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期17-18,共2页
为提高端面泵浦高功率光纤激光器的输出功率,本文采用提高泵浦光耦合效率的方法来实现。在比较了其他类型的耦合系统之后,采用双透镜耦合系统;理论上分析了半导体激光光源输出的多模激光光束经过双透镜耦合系统的传输变换规律,利用matla... 为提高端面泵浦高功率光纤激光器的输出功率,本文采用提高泵浦光耦合效率的方法来实现。在比较了其他类型的耦合系统之后,采用双透镜耦合系统;理论上分析了半导体激光光源输出的多模激光光束经过双透镜耦合系统的传输变换规律,利用matlab编程数值模拟得到了耦合系统的初始结构参数,在模拟得到的初始结构基础上,采用zemax软件多次优化,最终实现了93%的高效率耦合系统。该耦合系统是在考虑像差的情况下得到的,相比由matlab模拟得到的不考虑像差的系统更具有参考价值。 展开更多
关键词 光纤激光器 光纤耦合 zemax MATLAB
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基于Zemax半导体激光器与单模光纤耦合系统设计 被引量:16
14
作者 王海林 张登印 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期81-84,共4页
基于光学设计软件Zemax纯非序列,设计了一种半导体激光器与单模光纤的高耦合效率系统.设计过程中考虑了激光器发光面的大小,而不是将其看做点光源;在现有的非球面镜透镜单模光纤耦合系统基础上进行了改进,通过百万次光线追迹,测得所设... 基于光学设计软件Zemax纯非序列,设计了一种半导体激光器与单模光纤的高耦合效率系统.设计过程中考虑了激光器发光面的大小,而不是将其看做点光源;在现有的非球面镜透镜单模光纤耦合系统基础上进行了改进,通过百万次光线追迹,测得所设计系统的耦合效率大于54%.用Zemax和Origin软件分析了单模光纤与耦合系统对接出现误差情况下对耦合效率的影响,分别给出了各种对接误差情况下的耦合效率变化曲线,为耦合系统的工程安装提供理论分析和技术支持. 展开更多
关键词 半导体激光器 光纤耦合 zemax ORIGIN
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基于Zemax软件的大齿距等厚菲涅尔透镜的设计 被引量:9
15
作者 徐欢 李湘宁 周果 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2007年第1期99-102,共4页
介绍了在Zemax软件中运用多重组态进行大齿距等厚菲涅尔透镜设计的方法,并结合实例进行了设计研究,提出了用Zemax软件设计大齿距等厚菲涅耳透镜的一种方案.通过对设计结果进行模拟,证明了其可行性.
关键词 菲涅尔透镜 多重组态 zemax软件 大齿距 等厚
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基于Zemax的He-Ne激光光束聚焦物镜的设计 被引量:8
16
作者 范应娟 张艳军 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1032-1035,共4页
为了得到一个合理的He-Ne激光光束聚焦物镜,采用以正前凸型为基础的高折射率双片结构,应用Zemax软件进行优化设计,获得了弥散斑直径为0.002 mm的He-Ne激光聚焦物镜,该镜头只需校正轴上点球差。实验结果表明:设计的镜头比低折射率单片透... 为了得到一个合理的He-Ne激光光束聚焦物镜,采用以正前凸型为基础的高折射率双片结构,应用Zemax软件进行优化设计,获得了弥散斑直径为0.002 mm的He-Ne激光聚焦物镜,该镜头只需校正轴上点球差。实验结果表明:设计的镜头比低折射率单片透镜得到的弥散圆直径更小,达到0.001 9 mm,球差被控制在-0.05 mm~+0.05 mm范围内,MTF曲线所围面积变大,中心点亮度增高,符合实际需要。 展开更多
关键词 光学设计 聚焦物镜 zemax 球差 弥散圆
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基于ZEMAX的超广角照相物镜设计 被引量:8
17
作者 侯国柱 吕丽军 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期441-445,共5页
针对超广角照相物镜的设计,利用ZEMAX光学设计软件,由各种操作数对镜头的基本参数和外形尺寸进行限制,通过选择适当后组,利用三级逆伽利略系统串接的方法优化设计了前组,前后组组合在一起后经过进一步优化设计,得到一款在可见光波段内... 针对超广角照相物镜的设计,利用ZEMAX光学设计软件,由各种操作数对镜头的基本参数和外形尺寸进行限制,通过选择适当后组,利用三级逆伽利略系统串接的方法优化设计了前组,前后组组合在一起后经过进一步优化设计,得到一款在可见光波段内、焦距为6.2mm、全视场角为100°、F数为2.1的照相物镜。该镜头由16片球面透镜组成,设计结果表明,全视场镜头的最大畸变量的绝对值小于3.5%,最大场曲小于0.05mm,全视场MTF值在空间频率50lp/mm时高于0.7,达到衍射极限。 展开更多
关键词 光学设计 zemax 超广角 照相物镜
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ZEMAX辅助分析斜方棱镜面形误差对出射光平行度的影响 被引量:3
18
作者 刘爱敏 高立民 +2 位作者 吴易明 马娜 李研 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期491-495,共5页
介绍一种根据出射光平行度要求计算斜方棱镜面形误差的方法。根据忽略局部光圈数的简化分析模型,获得面形误差对应光圈数与相关球面半径的关系,通过几何处理方法,求得一定面形误差对应的球面半径与平面倾角的关系,将斜方棱镜的工作面倾... 介绍一种根据出射光平行度要求计算斜方棱镜面形误差的方法。根据忽略局部光圈数的简化分析模型,获得面形误差对应光圈数与相关球面半径的关系,通过几何处理方法,求得一定面形误差对应的球面半径与平面倾角的关系,将斜方棱镜的工作面倾斜一定角度,运用折射定理,将具体面形误差转化为相应平面的倾斜角度,得到出射光相对于理想光轴的倾斜角度及其关系式,并在ZEMAX中建立斜方棱镜的两种模型。根据ZEMAX仿真结果,给出了各个工作面形误差分配方案,得出随着光束口径的增大,斜方棱镜反射工作面和折射工作面面形误差对出射光偏折角影响规律不同等结论。 展开更多
关键词 斜方棱镜面形误差 zemax辅助分析 出射光平行度
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基于Zemax手持测距望远镜光学系统设计 被引量:3
19
作者 魏健 沈常宇 +1 位作者 刘桦楠 王友清 《激光杂志》 北大核心 2016年第2期16-18,共3页
为实现手持测距望远镜的小型化和轻量化,利用ZEMAX光学软件设计了一款望远部分和接收部分共用的光学系统,其中望远系统的放大倍率6,物镜焦距82.5mm,物镜视场角达到6°,入瞳直径22mm,出瞳距离大于17mm,光学总长控制在90mm以内,系统... 为实现手持测距望远镜的小型化和轻量化,利用ZEMAX光学软件设计了一款望远部分和接收部分共用的光学系统,其中望远系统的放大倍率6,物镜焦距82.5mm,物镜视场角达到6°,入瞳直径22mm,出瞳距离大于17mm,光学总长控制在90mm以内,系统二级光谱色差满足设计要求。接收部分与望远物镜共用,不仅能满足测距望远镜对其光学系统望远部分和接收部分的性能要求,而且会使光学系统结构简单、质量轻、体型小、较易加工组装。 展开更多
关键词 光学设计 zemax 测距望远镜 望远系统
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利用Zemax辅助标定长期存放的大口径圆形离轴非球面 被引量:2
20
作者 叶海仙 鄢定尧 +1 位作者 张宁 杨李茗 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1310-1313,共4页
检测标定了一块放置多年的Φ530 mm离轴非球面。根据当年的结构参数,在光学设计软件Zemax中建立了该离轴非球面的检测模型。利用y轴离心和x轴倾斜实现了离轴和光束倾斜。通过对某结构参数多次赋值,并将其他结构参数设为变量,优化并观察... 检测标定了一块放置多年的Φ530 mm离轴非球面。根据当年的结构参数,在光学设计软件Zemax中建立了该离轴非球面的检测模型。利用y轴离心和x轴倾斜实现了离轴和光束倾斜。通过对某结构参数多次赋值,并将其他结构参数设为变量,优化并观察干涉图变化,找到最佳参数值。根据Zemax对参数的优化结果,使用4D干涉仪和Φ510 mm的平面反射镜,搭建实际检测光路,观察干涉图并进行微调,测得最终结果。去彗差和像散前后图像PV值几乎不变,达到了调节标定要求。使用Zemax软件辅助干涉仪对离轴非球面的检测,大大提高了检测效率,有利于光学加工效率的提高。 展开更多
关键词 大口径离轴非球面 zemax辅助标定 离轴量 4D干涉仪
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