显微镜是实验室、科研院所和学校常用的目视
光学仪器。显微镜通常由
照明系统、
成像系统和探测器系统组成。成像系统主要由显微物镜、目镜和转像棱镜构成。下面给出一个40倍显微物镜设计的例子。
.LX?VD er(8}]X8Q 本课将给出一个学习例子:
5T!&r 1.镜片数8片,不使用非球面
PfVEv * 2.视场角为25°
LTg?5GwD\j 3.数值孔径NA=0.55
bZxv/\ 4.波长为VIS
*}+R{ 5.总长小于46mm
V^j3y`K 6.盖玻片0.17mm
c}YJqhk0J 7.工作距越长越好,下限为2.2mm(镜片到盖玻片的最近距离)
Zn?8\ $`E4m8fX 首先,根据技术指标计算
镜头的外形尺寸:
2}D,df'W4 1.物镜机械筒长根据国家标准GB/T22057.1-2008规定,为160mm
D*|(
p6v1& 2.焦距f=160/40=4mm
4#TnXxL 3.F数F#=1/(2*NA)=0.91
?(]a*~rx 4.YMP1=0.5*f/F#=2.2
?A|zRj{ 设计时倒置设计,物镜为目镜所在位置,像面为盖玻片底部待观察物,因此后焦为0。
O:2 #_ !&Z*yH 下面是对DSEARCH的输入:
#g,H("Qy({ 【评论留言添加工作人员,领取文章中运行宏文件】 t9ER;.e x]H3Y3
运行宏文件,我们得到了一个比较合适的初始结构。
HS7R lU^ Mk<m6E$L {>S4#^@} p#)e:/Qy 该程序创建了一个
优化宏文件并将其加载到编辑器窗口中。在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
=1O?jrl~q 【评论留言添加工作人员,领取文章中运行宏文件】 cnbo+U Lg8]dBXu
;.\g-`jb 命令窗口输入SPEC
61G|?Aax @sN^BX`z gEE9/\>%- B.El a 焦距为4.0098mm,F数为0.9033,总长为26.8492mm<46mm,放大率为-0.02484,由于倒置设计,实际放大率为1/0.02484=40.25。
9wzwY[{ <8$Md4r 命令窗口输入TH 16 ? ,查看工作距离
'\@WN]
W.IH#`-9E iW'_R{)T TWtC-wI; 工作距离为2.36930345mm>2.2mm。
L,6MF,vx \`
&ej{ 使用DSEARCH宏生成的优化宏进行优化,进行模拟退火(50,2,50)
u9BjgK(M *aI~W^N3 1}`2\3, Xt\Dy 在命令窗口输入MRG将玻璃模型替换成真实玻璃
_nP)uU$ ~C0Pu.{o b##1hm~+9 最终结果
l`* ( f9Q } +1'{B"I ,2,W^HJ w?*jdwh,' n? }5! 上述镜头数据列表均满足技术指标
}{A?PHV5 L*9H#%3 查看畸变图,在像质分析中,选择像差畸变,颜色为M,运行DIS
sLZ>v >r=6A
sSz%V[XWL ~x\Cmu9` ETe- I=o'+>az !:d L~n 查看多视场衍射MTF,在像质分析中,选择MTF(衍射)多视场衍射MTF,颜色为M,运行MTF。
TqAtcAurM rtus`A5p 8!;$qVt %6Rn4J^^ 4
A5t*e zWb-pF| Fh^ox"3c 我们有了一个非常好的40倍显微物镜。
/h7.oD8CU 很高兴您选择SYNOPSYS来设计您的镜头,它可以快速的做出非常好的设计。
+v!v[qn [ 此帖被小火龙果在2023-11-28 09:25重新编辑 ]