基于Zemax的消球差非球面透镜的优化设计

摘要

针对球面透镜系统存在的较大球差问题,基于几何光学和初级像差理论提出一种同时消除像散、场曲和球差的非球面单透镜的优化设计理论.在光学设计软件Zemax中采用阻尼最小二乘法对单个非球面透镜进行闭环优化,并仿真分析研究非球面透镜优化设计前后系统的各像差及整体成像质量的变化情况.仿真试验结果表明非球面化后系统球差大幅减小,在0°、3.5°、5°三个视场下的几何光斑半径分别为3.319、6.576、13.429 μm,像散和场曲均明显减小,且场曲在0.2 mm以内,畸变也控制在1％以内,系统的整体成像质量提高.