40倍显微镜物镜光学系统仿真流程

显微镜物镜的初始结构选择如下：

根据图片我们不难发现，初始的镜片成像的质量并不理想，这是ZEMAX软件的特性所致，我们进行一下步骤，也就是软件的自动优化校正。

首先，建立自动优化函数。具体过程如下：选择Editors>>  Merit Function，弹出 Merit Function Editor  对话框，在Type栏中输入EFFL，并将Target定为6.930840， Weight值取1.0； 其次，选择Merit Function Editor对话框工具栏中的Tools>>Default Merit Function， 设置Optimization and Reference为RMS～Wavefront～Centroid；

最后，进行自动优化。显微镜物镜结构数据如下：

 

经过自动优化后的显微物镜的结构、传函以及像差如图所示。此时，传递函数接近于衍射极限，成像质量较好，基本上达到设计的要求。

 

通过光线特性曲线来分析光线像差，以显示关于入瞳坐标函数的光线像差。本次设计的40X显微物镜系统的光线特性曲线如图所示。

 

光是一种线性变化的波长，只要给定相应的条件，光就可以保持它的线性不变性，所以我们就可以引用高等数学的方法来分析它的性能。FFTMTF是用快速傅立叶变化算法计算的MTF是最基本的成像光学系统的评价方式，它能靠数学的自有的严谨性提供精准的数据此时的传递函数接近于衍射极限，成像质量好。下图为照相物镜的光学传递函数图

 

5、最终仿真参数分析 原始物高设定如下：

由图可看出：

(1)物方数值孔径NA与要求的0.65很接近；(2)初始设定的物高为12.5，仿真所得像高为0.31，则放大倍数m=1.25/0.497=25.1，与要求的放大倍数40倍十分接近。

最终的仿真参数基本符合设计的要求。

 

文章来源于：http://www.pelttech.com/item_99_58_0.shtml