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[求助] [已解决]zemax聚焦透镜优化,得到更小的焦斑

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  • TA的每日心情
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    2024-6-20 22:52
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    发表于 2023-10-6 20:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
    请教一下大家,设计一个聚焦透镜,想要更小的焦斑,采用评价函数点列图优化,优化后效果为什么变差了?最外圈光线超出了艾里斑大小,是哪里设置错了吗?探测器这里是设置成边缘光线高度吗?针对于光斑大小的优化一般采用什么评价参数呢?


    最佳答案
    2023-10-7 16:58
    就我个人而言,做一个聚焦透镜我会首先算出他的焦距,并以点列图和effl操作数构建评价函数。
    先给一个大致的后截距和非球面的曲率半径及透镜厚度和常见材料。
    然后只把曲率半径设变量优化,优化不动了再把透镜厚度设变量继续优化,优化不动了再把圆锥系数设变量,一般这时候就差不多可以了,如果还不够就加上四阶项变量。
    个人而言不推荐一次性设置太多的变量,容易跑进一堆稀奇古怪的局部极小值里去。
    正常聚焦应该平凸的非球面透镜就完全足够了。

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    发表于 2023-10-6 21:36 | 显示全部楼层
    好奇怪啊,我没看懂。你2面是非球面,怎么没有3面?
    在2面后边加入一个面,到像面的距离也设为变量
    圆锥系数设为变量,4、6两项设为变量,应该就足够了
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     楼主| 发表于 2023-10-6 21:57 | 显示全部楼层
    匍匐前进 发表于 2023-10-6 21:36
    好奇怪啊,我没看懂。你2面是非球面,怎么没有3面?
    在2面后边加入一个面,到像面的距离也设为变量
    圆锥 ...

    好的谢谢您,我的1面和2面设置成了非球面 ,为什么要在2面后面再插入一个面呢?

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    发表于 2023-10-7 16:05 | 显示全部楼层
    南栀123 发表于 2023-10-6 21:57
    好的谢谢您,我的1面和2面设置成了非球面 ,为什么要在2面后面再插入一个面呢?

    你这问题太多了,建议你找找雷竞技下载找ray666点vip设计的书学一学。你优化偶次非球面,和球面镜的区别是优化变量多了圆锥系数、2次项、4次项、6次项、8次项、10次项。优化时一般将圆锥系数、除2次项外的其他项加入进去进行优化。
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  • TA的每日心情
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    发表于 2023-10-7 16:51 | 显示全部楼层
    一句话说不清,目前看来你的优化是无明确目的以及不受控制的乱跑(各种参数要求都没有),建议你看看zemax自带说明书,带着目的优化
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    发表于 2023-10-7 16:58 | 显示全部楼层    本楼为最佳答案   
    就我个人而言,做一个聚焦透镜我会首先算出他的焦距,并以点列图和effl操作数构建评价函数。
    先给一个大致的后截距和非球面的曲率半径及透镜厚度和常见材料。
    然后只把曲率半径设变量优化,优化不动了再把透镜厚度设变量继续优化,优化不动了再把圆锥系数设变量,一般这时候就差不多可以了,如果还不够就加上四阶项变量。
    个人而言不推荐一次性设置太多的变量,容易跑进一堆稀奇古怪的局部极小值里去。
    正常聚焦应该平凸的非球面透镜就完全足够了。
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     楼主| 发表于 2023-10-7 20:06 | 显示全部楼层
    匍匐前进 发表于 2023-10-7 16:05
    你这问题太多了,建议你找找雷竞技下载找ray666点vip设计的书学一学。你优化偶次非球面,和球面镜的区别是优化变量多了圆锥系 ...

    好的,谢谢!
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     楼主| 发表于 2023-10-7 20:06 | 显示全部楼层
    movingonkjb 发表于 2023-10-7 16:51
    一句话说不清,目前看来你的优化是无明确目的以及不受控制的乱跑(各种参数要求都没有),建议你看看zemax ...

    好的,谢谢!

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     楼主| 发表于 2023-10-7 20:16 | 显示全部楼层
    本帖最后由 南栀123 于 2023-10-7 20:17 编辑
    哈哈大笑 发表于 2023-10-7 16:58
    就我个人而言,做一个聚焦透镜我会首先算出他的焦距,并以点列图和effl操作数构建评价函数。
    先给一个大致 ...

    再请教一下,优化之后评价函数变为0说明了什么呢?变为0之后最外圈的光斑就变得特别大了,是不是就错了

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    发表于 2023-10-8 09:40 | 显示全部楼层
    我自己来举个例子,我现在要做一个effl为65mm,波长1.55μm,入瞳为60mm的平凸非球面,然后我把后截距手动设置一个55mm,透镜厚度设置为18mm,(这二者相加必须大于焦距,平凸透镜的性质使然)。然后只把曲率半径设为变量开始优化。

    评价函数如图,点列图质心,20环12臂(追迹的光线多,像你那种有一圈在外面就可以试试设置高环臂)。

    第一步优化结果,然后把圆锥系数设变量。

    第二步优化结果:这时候已经看起来还行了,接下来把四阶项设变量。

    第三步优化结果,接下来把厚度设变量。

    第四步优化结果,这个时候他的rms已经低于一个艾里斑了,也就是说光斑接近衍射极限,继续可以把6阶项设变量。

    第五步优化结果,6阶项设变量后结果已经明显低于衍射极限,一般来说可以不用继续优化了。

    因为衍射原因,焦斑不可能小于艾里斑,如果你希望他的geo和rms半径更小,可以进行一下锤形优化,突破一下极小值。这是锤完的结果。

    到这里基本就结束了,如果还希望继续降低rms这些东西,个人建议继续加高阶项。

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