用zemax设计光学显微镜光学系统设计实验报告.docx

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用zemax设计光学显微镜光学系统设计实验报告

课程设计

光学显微镜设计

根据学号得到自己设计内容的数据要求：

1.目镜放大率10（即焦距25）

2.目镜最后一面到物面距离110

3.对准精度1.2微米

按照实验步骤，先计算好外形尺寸。

然后根据数据要求选取目镜与物镜。

我先做物镜。

因为这个镜片比较少。

按物镜放大率选好物镜后，将参数输入。

简单优化，得到比较接近自己要求的物镜。

然后做目镜，同样的做法，这个按照焦距选目镜，将参数输入。

将曲率半径设为可变量，调入默认的优化函数进行优化。

发现“优化不了”，所有参数均没有变化。

而且发现把光源放在“焦点”位置，目镜出射的不是平行光。

我百思不得其解。

开始认为镜头库的参数可能有问题。

最后我问老师，老师解释，那个所谓的“焦点”其实不是焦点，我错误的把“焦点”到目镜第一个面的距离当成了焦距。

这个目镜是有一定厚度的，不能简单等效成薄透镜。

焦点到节点的距离才是焦距。

经过老师指点后，我尝试调节光源到目镜第一面的距离，想得到出射平行光，从而找到焦点。

但这个寻找是很费力气的，事倍功半。

老师建议我把目镜的参数倒着顺序输入参数。

然后用平行光入射，然后可以轻松找到焦点。

但是，按照这个方法，倒着输入参数，把光源放在无限远的地方（平行光入射），发现光线是发散的。

不解。

还是按照原来的方法。

把光源放在目镜焦点上，尽量使之出射平行光。

然后把它与优化好的物镜拼接起来。

后来，加入理想透镜（会聚平行光线），加以优化。

还有一个问题，就是选物镜的时候，发现放大倍率符合了自己的需求，但工作距离与共轭距，不符合自己的要求。

这个问题在课堂上问过老师，后来经老师指点，通过总体缩放解决。

物镜参数及优化函数

物镜（未缩放）

物镜ray

物镜点列图

物镜参数

物镜各窗口

目镜镜片参数

目镜2D光路（未缩放）

物镜各参数

物镜加理想透镜优化

物镜加理想透镜优化（ray）

物镜加理想透镜优化（spt）

显微镜

显微镜光路及总体长度

显微镜各参数

显微镜加理想透镜，光线会聚（layout）

显微镜加理想透镜（ray）

显微镜加理想透镜（spt）

显微镜加理想透镜（参数情况）

总的来说这次实验，还是还是比较成功的。

最主要的问题是对ZEMAX这个软件不太熟悉，还有对光学的一些内容不够熟悉。

通过本次试验，熟悉了ZEMAX的一些基本操作，对光学系统设计内容也有了初步的了解。

光信息08—3班张静20080302

2011年6月25