[原创]光学设计自学问题集（求高人指点） [复制链接]

光学设计自学问题集： u3G.xlHH[  
本人学过应用光学和像差理论课程，但没有做过实际的光学系统设计。现在自学了２个月的光学系统设计和Ｚｅｍａｘ使用手册后，将自己无法解决的问题归类统计如下，请各位高人指点。 WA?We7m$  
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1．光学设计的最终结果要到什么程度才算是可以加工了？ fe3a_gYPz  
1）有指定的技术指标时：各项指标是否达到即可？还是要超出指标一定范围以防止加工装调误差带来的影响？比如超出20%够不够？ .7<6 zG6J  
2）无指定的技术指标时：系统是否需要设计到其衍射极限？ _w.H]`C!X  
3）超过衍射极限的系统再将几何象差向完美系统设计（即0几何象差）是否有意义？若有意义，意义何在？进一步减小象差又需要到什么程度才算可以停止，即判断标准是什么？ pXhN?joe  
4）配样板的资料如何寻找？Zemax中给出的全是国外的镜片加工商的样板数据，我们一般只能在国内配样板加工，这些国内厂家的最新样板数据如何获得？ S^q%+Z  
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2．与镜片加工有关的： ?!Wh ^su-  
1）圆形球面镜片自身的中心厚度，边缘厚度，元件直径，表面半径的大小在加工中都有些什么限制因素？下表是我自己总结的一些经验数据，来源Fisher的《光学系统设计》，也不知是否正确。 gb^<6BYUG  
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中心厚度 边缘厚度 元件直径 表面半径 F*Y]^9]  
最小值估计 ？ 1mm 无要求 ？ Bo4MoSF}  
最大值估计 ？ 无要求 纵横比最好小于6：1，不得大于10：1 ？ [.Y]f.D  
备注 纵横比=元件直径/中心厚度 2Kmnt(>  
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2）空气间隔的中心厚度和边缘厚度一般是多少合适？是否：只要不是负数，一般由金属件机械加工和定位决定？ oG$OZTc  
3）如何确定光学镜片的光学均匀性，应力双折射，条纹度，气泡度，表面粗糙度，透镜偏心等？是否有一个对大多数情况都适用的数值？ U>-GM>  
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3．与玻璃有关的： e#<A\?  
1）首选玻璃问题：不同玻璃厂家有不同的首选玻璃，不同的镜片加工商倾向于选择不同的玻璃厂家，问题是我们国内光学设计者如何获得最新的首选玻璃信息，以便在让镜片加工商加工时不至于被告知无法获得该玻璃？ sPP(>y( \  
　　比如国内“首选玻璃”最多的就是K9（同Schott的BK7），ＺＦ１（同Ｓｃｈｏｔｔ的ＳＦ２），其他的我就不知道了。 J5zKwt  
　　在Ｚｅｍａｘ中有个Ｇｌａｓｓ　Ｃａｔａｌｏｇ，在Ｃｈｉｎｅｓｅｓ．ａｇｆ中，是否其中所列出的Ｓｔａｎｄａｒｄ玻璃都是我们可以立刻获得的？若在设计时使用Ｓｃｈｏｔｔ玻璃，是否必须按折射率和阿贝数替换成相应的Ｃｈｉｎｅｓｅ玻璃才能够在国内加工商得到？ #trb4c{{5  
2）在专利中我们经常遇见的玻璃就是Ｓｃｈｏｔｔ玻璃，若拿来根据自己的需要进行优化，是否需要一开始就将Ｓｃｈｏｔｔ玻璃替换成Ｃｈｉｎｅｓｅ玻璃，还是在最后替换，或者根本不用替换？　 ww5UQs2sn  
3）国内的镜片供应商一般会提供制作好的常用镜片，包括平凸／凹，双凸／凹，正负弯月等，并提供详细的参数信息。这些厂家的镜片设计参数选择依据是什么？这种不可调整镜片光学设计师如何使用？还是说根本就不是给光学设计师用的？ 3P|z`}Ka  
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4．与专利镜头库有关的： "<$JU@P  
1）如何得到相关的专利镜头资料？ 我知道的方法：Zemax自带的专利镜头库大约有几千个镜头，均可以得到；我有《Lens Design》一书，上面有上百个例子；《光学设计手册》有很多镜头资料，但我手上没有该书。在网上如何查找专利镜头资料就不知道了。 Ywo
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2）专利库镜头本身是否足够优秀，以至于在它所应用的条件下不用再优化了？ !CUy{
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3）专利库镜头本身是否可以直接加工，不用考虑样板匹配和公差问题？ }? :T*CJ  
4）专利库镜头一般是否都需要进行优化修改，以适应个人的设计需求？ S] R.:T_%  

学习呀

设计之前先把玻璃替换了

学习了

顶！学习了

么有碰见一个高手  

新人学习

学习了

好久没上论坛了，也来回答几个问题。 "mm|0PUJ  
1）有指定的技术指标时：各项指标是否达到即可？还是要超出指标一定范围以防止加工装调误差带来的影响？比如超出20%够不够？ d9n{jv|  
A：这个得用光学设计软件自带的公差分析功能，将你所要求的指标设定为目标函数（如，MTF@20lp/mm），看会带来多大影响。利用Monte Carlo模拟装配，需要90%的装配结果优于你的要求。但是，并非所有公差都能在软件中模拟，还得自己心中有数，某些公差会带来多大影响。目标函数最好稍微高于自己的指标。 (1my9k5C  
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2）无指定的技术指标时：系统是否需要设计到其衍射极限？ j*aYh^  
A：不会没有技术指标的，也不需要到衍射极限（能达到更好，但代价高）。没有明确的技术指标的话，就得自己琢磨。 A&~<qgBTp  
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3）超过衍射极限的系统再将几何象差向完美系统设计（即0几何象差）是否有意义？若有意义，意义何在？进一步减小象差又需要到什么程度才算可以停止，即判断标准是什么？ NFQR  
A：好像没有遇到过哪个设计能超越衍射极限。看来你对指标的要求很忧虑。 \x_fP;ma=_  

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4）配样板的资料如何寻找？Zemax中给出的全是国外的镜片加工商的样板数据，我们一般只能在国内配样板加工，这些国内厂家的最新样板数据如何获得？   ,`lVB#|  
A: 向厂家索要，修改成样板文件，便于设计。 47c` ) *Hc  
1）圆形球面镜片自身的中心厚度，边缘厚度，元件直径，表面半径的大小在加工中都有些什么限制因素？下表是我自己总结的一些经验数据，来源Fisher的《光学系统设计》，也不知是否正确。    ^?3e?Q?  
A：表面半径：范围看样板了。中心厚度，边缘厚度，元件直径之间的关系有国标规定，一般的光学设计书上会有这个表格。 N7`<t&T@  
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2）空气间隔的中心厚度和边缘厚度一般是多少合适？是否：只要不是负数，一般由金属件机械加工和定位决定？ )~X*&(7RR}  
A：这个得具体看你的装卡方式了，咨询与你合作的光机设计者。 0$9I.%4jAJ  
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3）如何确定光学镜片的光学均匀性，应力双折射，条纹度，气泡度，表面粗糙度，等？是否有一个对大多数情况都适用的数值？ 1li1&  
A：光学均匀性，应力双折射，条纹度，气泡度，透镜偏心可以在软件中通过公差分析确定。表面粗糙度，一般都是给0.012。当然也得看具体要求了。 D>c-h)2|
 
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首选玻璃问题：不同玻璃厂家有不同的首选玻璃，不同的镜片加工商倾向于选择不同的玻璃厂家，问题是我们国内光学设计者如何获得最新的首选玻璃信息，以便在让镜片加工商加工时不至于被告知无法获得该玻璃？ Dx-G0 KIG  
A:网上可以很轻松的找到中国玻璃库。建议使用常用的玻璃，在光学设计手册中可以查到。此外，多与加工厂商联系沟通。 mfNYN4Um6  
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在专利中我们经常遇见的玻璃就是Ｓｃｈｏｔｔ玻璃，若拿来根据自己的需要进行优化，是否需要一开始就将Ｓｃｈｏｔｔ玻璃替换成Ｃｈｉｎｅｓｅ玻璃，还是在最后替换，或者根本不用替换？ j`9+pI  
A：建议先换成近似的，再优化。 Z=vzF0  
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3）国内的镜片供应商一般会提供制作好的常用镜片，包括平凸／凹，双凸／凹，正负弯月等，并提供详细的参数信息。这些厂家的镜片设计参数选择依据是什么？这种不可调整镜片光学设计师如何使用？还是说根本就不是给光学设计师用的？ u,6 'yB'u  
A：没用过商品化的镜片，无可奉告。 8'(|1  
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4．与专利镜头库有关的： ?OU+)kgzh  
A：建议不要偷懒，坐享其成，最好是将专利镜头优化一下，再公差分析等步骤 !1H\*VM"  
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以上是个人看法，希望与大家探讨 jR^>xp;  

好多我自己遇到才发现的，也有不明白的。给我启发让我反省