折反式望远镜是指一类天文望远镜的设计,其中包括一种或多种镜面反射光学元件,用来收集和聚焦光线,使其形成一个放大的图像。这类望远镜的设计灵活,可以通过不同的组合来实现不同的光学性能。

F-theta(Fθ)扫描透镜是一种光学元件,通常用于激光切割、激光打标、激光雕刻等激光加工应用中。

红外热成像镜头是一种用于红外热成像的光学镜头,通常用于将红外辐射转换成可见图像或数字数据。

紫外光刻镜头是一种专门用于半导体制造中的光刻工艺的光学元件。

  • 光学系统多数的概念是基于近轴理论
  • 近轴像高在计算机应用或光学设计软件方面具有明显的速度优势,但对于大视场的情况会具有相应差别
  • 真实像高需要迭代光线,但可以精准确定视场
  • 下面以CAXCAD的实例,进行说明

  • 公差的敏感度是光学设计中的重要问题
  • CAXCAD 允许用户在优化透镜过程中控制和降低公差的敏感度来提升生产制造良率
  • SSN2 是CAXCAD 高良率优化的核心,它将制造敏感度引入评价函数

成像物镜是光学系统中的重要组成部分,用于将被测物体的光学信息转换为图像。在设计成像物镜时,需要考虑多个因素以确保其性能和质量。使用 CAXCAD 光学设计软件进行成像物镜设计,方便快捷! 

照相镜头设计中,常见的三种经典光学构型包括双高斯镜头、库克镜头和柯达镜头。

显微物镜是显微镜中的核心组件,用于放大和观察微小对象,如细胞、组织等。设计显微物镜需要考虑多个因素以确保其性能和质量。

望远镜是一种用于观察远处天体或景物的光学仪器。

目镜是一种光学器件,用于观察光学仪器中的图像或物体。在显微镜和望远镜中,目镜扮演着关键的角色,它们有着不同的设计和功能。

光学元件是光学系统中的构成部分,用于控制光的传播、调制光的性质或改变光的路径。CAXCAD 主要应用于透镜光学元件的设计:用于聚焦光线或分散光线,包括凸透镜和凹透镜,常用于眼镜、望远镜、显微镜等光学系统中。

利用CAXCAD光学设计软件,可以完成各种光学透镜元件的设计及优化。

CAXCAD 光学设计软件采用底层编程技术开发,因此在速度和兼容性方面都表现出色,除此之外软件本身包含的独有模块更让其与众不同!下面我们就列举出几个重点的功能:

  • Multi-Start 模块:可以让快速为用户确定初始结构
  • 全局优化Global Optimization 算法:可以更加快速找到100个好的初始结构,并且设计可以随时调用深入设计
  • 快速引擎Fast Engine 技术:在全局优化总快速锁定最佳初始结构,加速全局优化进程
  • 优化变量导数增量 Derivative Data:工程师判断优化进程更加有效
  • CX Ray Aiming 主光线瞄准算法:支持非迭代快速光线追迹
  • 业界领先的快速Fast和增强Enhanced 光线瞄准:采用的是工业领域最新的技术理论
  • SPOT SPTX SPTY SPAR SPAX SPAY 操作数:采用高速缓存技术是优化速度更快
  • 自动优化工具Automatic Design:  用户列表快速设置MF 操作数
  • MTF 自动评价函数工具和MAGT MTGT MSGT操作数: 优化中可以快速使用和设置自动MTF 目标

双胶合透镜在光学系统中的应用非常普遍,尤其是针对成像系统,既能够很好地校正球差,又可以消除色差。

本文介绍的例子,是在单透镜的基础上添加一片对应不同参数的玻璃进行。

在最后的结果中可以看到,在添加波长并且重新应用CAXCAD 的自动优化构建评价函数后,球差和色差都获得了较好的矫正。

双胶合透镜

本文使用CAXCAD 设计一款三片式的库克镜头,主要通过本例展示自动优化的功能。

值得注意的是CAXCAD 特有的MTF控制的方法的实现非常方便。

CAXCAD 多线程运算的加入,也将会极大提升优化速度和性能。

牛顿望远镜是利用抛物面反射镜进行设计的经典实例。

这个例子中的重点仍然是反射镜和坐标断点的使用。

与前面的例子相比,这个例子引入了两个反射镜和两组坐标断点,对用户来说这个练习就更加重要。

牛顿望远镜

衍射光栅器件,是在光学表面刻蚀指定的条纹,光线穿过时会产生衍射效应从而达到控制光束位置的作用。

这种期间在光路中使用的非常普遍。

本例讲述衍射光栅的使用,以及如何使用多重结构查看和优化不同级次的光束位置。

CAXCAD 光学设计软件,可以建立反射系统,包括离轴的坐标断点面型

这是一个简单的在系统中插入反射镜的实例

本文的重点,在于理解坐标断点和反射镜的使用方法和注意事项。

反射镜

优化是光学设计的核心,评价函数是优化的核心,因此构建评价函数是非常重要的。
 
CAXCAD 拥有独特的Automatic Design自动优化模块,可以不用输入任何的操作数,就可以构建强大的优化评价函数。
 
这些评价函数包括几何像差,波像差,衍射 的MTF,PSF的目标,玻璃边界的控制,数学的运算等包含所有的控制方式。
 

无论是针对红外光学镜头,还是针对塑胶材质的手机镜头,热分析是光学设计过程的重要功能。CAXCAD 采用近百年业界积累的理论和经验公式,集成了标准的折射率计算。

90%以上的光学系统热效应,来自折射率的改变,本文将为您呈现CAXCAD 热分析的强大功能。

在红外光学系统中,因为结构的限制,镜片的形状,材料的成本和物理特性等各种因素造成了镜头在不同温度下的工作出现像质下降。本例中采用一个三片式的红外镜头,采用CAXCAD两种不同的方式进行温度改变。旨在让用户了解CAXCAD的热分析的使用方法。