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巧用鏡頭縮放功能設(shè)計(jì)大口徑擴(kuò)束鏡

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　　隨著光學(xué)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，光學(xué)產(chǎn)品也逐漸覆蓋各行各業(yè)，不斷面對(duì)很多新領(lǐng)域，新問(wèn)題。在這種情況下需要我們波長(zhǎng)人堅(jiān)持不懈的開(kāi)拓探索，發(fā)散思維，攻克一個(gè)個(gè)問(wèn)題堡壘，才能領(lǐng)先一步，立于不敗之地。

　　今年初，有個(gè)客戶(hù)需要一款2倍擴(kuò)束鏡，擴(kuò)束倍率很普通。但是要求入射光束直徑50毫米，經(jīng)過(guò)2倍擴(kuò)束出射光束直徑就要達(dá)到100毫米，而且機(jī)械長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)。目前常用的擴(kuò)束鏡需要入射光束一般在1至2毫米，經(jīng)過(guò)5倍、10倍、甚至20倍擴(kuò)束后光束直徑至多達(dá)到40mm左右。

　　這意味著這款擴(kuò)束鏡的鏡片口徑將達(dá)到120毫米左右，這給設(shè)計(jì)帶來(lái)了一些困難。首先想到的是使用3片鏡片來(lái)完成這款設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)初始結(jié)構(gòu)的選擇，分析優(yōu)化，最后的結(jié)果總是不理想。由于光束直徑太大，設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)鏡片很厚，或者鏡片的彎曲很大，或者系統(tǒng)很長(zhǎng)的問(wèn)題。

　　后來(lái)經(jīng)過(guò)繼續(xù)調(diào)節(jié)參數(shù)和優(yōu)化函數(shù)，最后達(dá)到了要求。但是系統(tǒng)的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，且由于個(gè)別鏡片的彎曲較大，使用彎月鏡來(lái)平衡系統(tǒng)的像差。彎月鏡的加工難度是比較大的，增加了生產(chǎn)成本。



　　在繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)的時(shí)候，突然想到了ZEMAX中“鏡頭縮放”這個(gè)功能，按一定的因子縮放整個(gè)鏡頭。這對(duì)于將一個(gè)現(xiàn)成的設(shè)計(jì)縮放成一個(gè)有新焦距的設(shè)計(jì)是很有用的。對(duì)系統(tǒng)的波長(zhǎng)無(wú)影響?？s放鏡頭功能也可以用于將單位由毫米轉(zhuǎn)換成英尺，或其它組合單位類(lèi)型。也就是說(shuō)，可以先用1毫米入射光束先設(shè)計(jì)一款2倍的擴(kuò)束鏡，然后將系統(tǒng)放大50倍。這個(gè)縮小50倍的擴(kuò)束鏡需要機(jī)械筒長(zhǎng)盡量的短，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也不是很困難。設(shè)計(jì)完成后，將系統(tǒng)放大50倍，就完成了。結(jié)果如下圖所示。


　　　　

　　

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