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双高斯照相物镜设计
：杜晔
学号：124090409
1.2ω=30度
2.工作波段：F光，D光，C光
3.入瞳直径：8mm
4.FFF MTF：100lp/mm时的MTF值不应小于0.5
系统具体参数：
1.Lens Data Editor
2.系统二维图
3.系统三维图
4.点列图
1）当ω=15度时，系统的慧差较大。
2）虽然系统的慧差较大，但系统的弥散斑半径很小。
3）系统的弥散斑半径较小，该系统符合设计要求
5.MTF曲线
1）当所有视场在100lp/mm处时，MTF曲线>0.5。
符合系统设计要求。
2）图中黑色的线为衍射极限，图中其他曲线的走势和衍射极限的走势基本相同，系统较为优秀。
3）S曲线（弧矢曲线）与T曲线（子午曲线）基本重合，说明镜头的像散比较小。
4）图中曲线非常平直，说明边缘与中间一致非常好。
6.Ray Fan（光线扇面）
7.OPD Fan(光程差扇形图)
8.Field Curv/Dist（场曲）
9.FFT PSF（点扩散函数）
10.Diffraction Encircled Energy（包围圆能量曲线）
在上图中，曲线较为陡直，且拐弯点较高，说明该系统较好。
燕山大学课程设计说明书题目:单双望远物镜的设计学院（系）：电气工程学院年级专业： 10级仪表3班学号： 1001030201学生：指导教师：教师职称：副教授电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：光学仪器基础课程设计说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。
2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院教务科燕山大学课程设计评审意见表摘要望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。
利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。
又称“千里镜”。
望远镜的第一个作用是放大远处物体的角，使人眼能看清角距更小的细节。
望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
随着科学技术的发展光学仪器已普遍应用在社会的各个领域。
我们知道，光学仪器的核心部分是光学系统。
然而一个高质量的成像光学系统是要好的光学设计来实现的，所以说，光学设计是实现各种光学仪器的基础。
光学设计要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。
所谓光学设计就是根据系统所提出的使用要求，来决定满足各种使用要求的数据，即设计出光学系统的性能参数、外形尺寸、各光组的结构等。
大体可以分为两个阶段。
第一阶段根据仪器总体的要求，从仪器的总体出发，拟定出光学系统原理图，并初步计算系统的外形尺寸，以及系统中各部分要求的光学特性等。
第二阶段是根据初步计算结果，确定每个透镜组的具体结构参数，以保证满足系统光学特性和成像要求。
这一阶段的设计成为“相差设计”，一般简称光学设计。
评价一个光学系统的好坏，一方面要看它的性能和成像质量，另一方面要系统的复杂度。
一个系统设计的好坏应该是在满足使用要求的情况下，结构设计最简单的系统。
目录第一章 ZEMAX软件介绍第二章缩放法的简介第三章初始结构的参数及曲线第四章优化后的光学系统参数及曲线第五章学习心得第六章参考文献第一章 ZEMAX软件介绍ZEMAX是美国Focus Software Inc.所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Seqential及Non-Seqential的软件。
Chapter 66.1 消色差显微物镜的设计设计一个消色差显微物镜，光学特性要求如下：4,0.12NA β⨯=-=，共轭距190L mm =。
6.1.1 求物镜的焦距、物距和像距根据设计要求共轭距为190mm ，考虑到透镜组有一定主面间隔，我们取185L mm =， 4β=-代入上式得物距l 和像距'l 分别为：设计显微物镜时，通常按反向光路进行设计。
因为进行系统的像差计算时，物距l 是固定的，在修改系统结构时，透镜的主面位置可能发生改变，上面计算出来的物平面到主面的距离随之改变，当按正向光路计算像差时，由于||1β>，轴向放大率则更大（2αβ=）。
因此共轭距和物镜的倍率将产生大的改变，偏离了物镜的光学特性要求。
如果按反向光路计算，对应的垂轴放大率||1β<，轴向放大率则更小，这样就能使共轭距和倍率变化很小。
反向光路对系统的光学特性要求为：6.1.2 原始系统结构参数的初级像差求解（1）根据像差要求，求出P,W,C由于显微镜的物镜和目镜都要互换使用，因此设计显微镜的物镜和目镜时，一般都不考虑它们之间像差的相互补偿，而采取分别独立校正，所以要求物镜的球差，正弦2'(1)f L ββ-=-2(4)'18529.6[1(4)]f mm --=⨯=--11'(1)29.6(1)374l f mm β=--=-⨯+=-'4(37)148l l mmβ==-⨯-= 10.12148,'37,0.25,sin 0.0344l mm l U β=-===-==---差和轴向色差都等于零，即要求0C S S S I II I ===根据薄透镜系统的初级相差公式，对单个薄透镜系统有0S hP I ==0z S h P JW II =-=20C S h C I ==由以上3个方程式很容易看到P,W,C 的解为：0P W C ===（2）将P,W,C 归化成_________,,P W C ∞∞首先对h ϕ进行归化，由于0P W C ===，因此_________0P W C ===。
扫描电镜实验报告记录————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：HUNAN UNIVERSITY姓名：扫描电镜实验报告姓名：高子琪学号： 201214010604一.实验目的1.了解扫描电镜的基本结构与原理；2.掌握扫描电镜样品的准备与制备方法；3.掌握扫描电镜的基本操作并上机操作拍摄二次电子像；4.了解扫描电镜图片的分析与描述方法。
二．实验设备及样品1.实验仪器：D5000-X衍射仪基本组成：1）电子光学系统：电子枪、聚光镜、物镜光阑、样品室等2）偏转系统：扫描信号发生器、扫描放大控制器、扫描偏转线圈 3）信号探测放大系统4）图象显示和记录系统5）真空系统2.样品：块状铝合金三.实验原理1.扫描电镜成像原理从电子枪阴极发出的电子束，经聚光镜及物镜会聚成极细的电子束（0.00025微米-25微米），在扫描线圈的作用下，电子束在样品表面作扫描，激发出二次电子和背散射电子等信号，被二次电子检测器或背散射电子检测器接收处理后在显象管上形成衬度图象。
二次电子像和背反射电子反映样品表面微观形貌特征。
而利用特征X射线则可以分析样品微区化学成分。
扫描电镜成像原理与闭路电视非常相似，显像管上图像的形成是靠信息的传送完成的。
电子束在样品表面逐点逐行扫描，依次记录每个点的二次电子、背散射电子或X射线等信号强度，经放大后调制显像管上对应位置的光点亮度，扫描发生器所产生的同一信号又被用于驱动显像管电子束实现同步扫描，样品表面与显像管上图像保持逐点逐行一一对应的几何关系。
因此，扫描电子图像所包含的信息能很好地反映样品的表面形貌。
2.X射线能谱分析原理X射线能谱定性分析的理论基础是Moseley定律，即各元素的特征X射线频率ν的平方根与原子序数Z成线性关系。
同种元素，不论其所处的物理状态或化学状态如何，所发射的特征X射线均应具有相同的能量。
燕山大学课程设计说明书题目:三分离望远物镜的设计学院（系）：电气工程学院年级专业： 09级仪表1班学号：学生姓名：指导教师：教师职称：副教授电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：光学仪器基础课程设计说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。
2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院教务科燕山大学课程设计评审意见表摘要望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。
利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。
又称“千里镜”。
望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。
望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
随着科学技术的发展光学仪器已普遍应用在社会的各个领域。
我们知道，光学仪器的核心部分是光学系统。
然而一个高质量的成像光学系统是要好的光学设计来实现的，所以说，光学设计是实现各种光学仪器的基础。
光学设计要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。
所谓光学设计就是根据系统所提出的使用要求，来决定满足各种使用要求的数据，即设计出光学系统的性能参数、外形尺寸、各光组的结构等。
大体可以分为两个阶段。
第一阶段根据仪器总体的要求，从仪器的总体出发，拟定出光学系统原理图，并初步计算系统的外形尺寸，以及系统中各部分要求的光学特性等。
第二阶段是根据初步计算结果，确定每个透镜组的具体结构参数，以保证满足系统光学特性和成像要求。
这一阶段的设计成为“相差设计”，一般简称光学设计。
评价一个光学系统的好坏，一方面要看它的性能和成像质量，另一方面要系统的复杂度。
一个系统设计的好坏应该是在满足使用要求的情况下，结构设计最简单的系统。
关键字：望远镜三分离物镜ZEMAX 缩放法目录第一章光学概述 (3)第二章ZEMAX软件介绍 (4)第三章缩放法的简介 (4)第四章初始结构的参数及曲线 (5)第五章优化后的光学系统参数及曲线 (11)第六章学习心得 (13)第七章参考文献 (13)第一章光学概述光学(optics)是研究光（电磁波）的行为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。
设计双胶合望远物镜设计性实验一、实验目的掌握zemax光学设计软件的使用，能进行光学器件的设计和仿真，理解各种光学设计的基本分析原理，了解像差的基本概念、意义。
二、实验内容1．设计要求：焦距：f’＝250 mm通光孔径：D＝35 mm视场角：2ω＝6°，工作中心波长为在可见光波段，入瞳与物镜重合，物镜后棱镜系统的总厚度为150 mm，要求：δL’m＝0.1 5mm，SC’m、＝－0.003，ΔL’FC＝0.05 mm2．给出设计结果，并对设计结果进行分析和评价。
三．实验1.总体思路和基本方法与其他光学自动设计软件相似，Zemax软件进行光学系统设计时的基本流程如图1-1其中，光学系统模型的建立是光学系统设计的第一步。
其中各个参数的取值可以采用标准的PW算法，同时也可以通过查阅光学设计的镜头手册来选择一组合理的初始化数据。
在Zemax中，光学系统建模分为两个方面：系统特性参数的输入和初始结构的输入。
Zemax软件同时还具有非常强大的像质分析功能。
可以在主窗口中的Analysis下拉菜单中选择相应的像质评价工具。
一些常用的分析功能也能通过工具栏中的图标按钮来快速选择。
使用者可以通过对这些图形和文本窗口提供的菜单命令进行操作，设置需显示或计算的内容。
Zemax中的分析窗口都具有“Update(刷新）”菜单命令，当系统特性参数或结构参数改变时，可以通过刷新命令使Zemax重新计算并重新显示当前窗口中的数据。
Zemax的优化功能可以根据设定的一系列目标值去自动改变光学系统的曲率﹑厚度﹑玻璃﹑二次曲面系数及其他附加参数和多重结构数据等，以满足光学系统的光学特性和像差的要求。
在优化过程中，使用者可以根据需要，对系统设定约束条件和目标。
Zemax通过构造评价函数（Merit function)，并采用一定的算法计算评价函数的取值，由取值的大小判断实际系统是否满足约束条件及目标的要求。
2.初始结构的选择Surf:Type Radius Thickness Glass Semi-Diameter OBJ Standard Infinity Infinity InfinitySTO Standard 153.10000 6.0000000 K9 20.0692362 Standard -112.93000 4.0000000 ZF1 20.0391343 Standard -361.6800 50.000000 20.0633294 Standard Infinity 150.00000 K9 18.6284755 Standard Infinity Infinity M 15.818629IMA Standard Infinity 13.2204113.优化函数的确立及Zemax实现（一）建立光学系统的模型（1）初始结构的输入；其中因为没有告诉后工作距，将厚度设为Marginal Ray Height（边缘光线高度）（2）系统特性参数的输入；（主要是对孔径﹑视场﹑波长进行设定）（二）像质评价(1) 焦距：（2）球差：Analysis—Miscellaneous—Longitudinal aberration—text所以可得δL’m=-0.06974mm；（3）正弦差：根据初级彗差和初级正弦差的关系SC’m= K’s/y’=-6.276404μm/13.154mm=-0.000477K’s:y’(4)轴向色差ΔL’FC一般指0.707h的轴向色差，可以由Chormatic Focal Shift 获得，即ΔL’FC= L’F-L’C设置Setting中的孔径：观察text：所以可得ΔL’FC= L’F-L’C=0.17395333-0.08541441=0.08853892mm（三）优化(1)像差控制：显然我们所得的像差与要求的像差数据有差距，所以必须要进行进一步的像差优化。
10倍望远镜光学系统设计（普罗型）10倍望远镜光学系统设计（普罗型）摘要⽬前国内⽣产望远镜的⼚家（公司）较多，产品⼤部分销于国外，⽽对产品的性能精度要求越来越⾼，为适应社会要求，为使学⽣初步掌握光学仪器设计过程，光学系统是在透镜的基础上，以不同的组合来实现的，深⼊研究了正负透镜的成像规律和组合光路的成像特性，才能更好的研究复杂的光学系统，为⾼科技普及于民打下坚实基础。
进⼊⼆⼗⼀世纪，科学技术飞速发展，对应⽤软件的开发和使⽤，成为社会发展的重要途径。
本课题研究的主体是10倍普罗型望远镜光学系统。
普罗棱镜⼜叫直⾓棱镜，是传统的经典设计，⽐较常见的设计是由两个完全相同的直⾓棱镜构成，优点是形状简单，容易加⼯和装配，缺点是相对屋脊棱镜，重量和体积较⼤。
设计出10倍普罗型望远镜的技术指标：放⼤率10* D/f＇=1:6 视场2w =5°正像视度调节范围±5折光度. 分别计算出物镜、⽬镜的焦距，出瞳、⼊瞳的直径，视场光阑的直径，⽬镜的视场⾓，瞳距，⽬镜⼝径，⽬镜的视度调节范围。
将所得数据输⼊ZEMAX软件实现像差的校正与平衡。
最终设计出合格望远镜，画出零件图。
关键词：光学系统设计；望远镜；透镜成像；像差T en times the optical telescopes system design（porro）AbstractThe current domestic production of a telescope of the manufacturer said that most of the foreign product to sell, with the product and higher accuracy, in order to adapt to society, to prepare students to master optical instrument for the preliminary design process 。
激光共聚焦扫描显微镜的光学设计激光共聚焦扫描显微镜（Laser Scanning Confocal Microscope，简称LSCM）是一种基于光学显微镜原理的高分辨率显微镜。
它利用激光束对样品进行扫描，通过收集样品散射的反射光，可以获得高质量的三维图像和特定深度处的二维横截面图像。
LSCM的光学系统主要包括激光器、扫描器、物镜、探测器和图像显示系统等几个组成部分。
激光器产生高亮度的单色激光光源，通常使用可控波长的氩离子激光器、氦氖激光器或二极管激光器等。
激光器的输出光束经过一组准直透镜使其光束平行，并通过一个孔径设置器控制光束的直径。
然后，光束通过一个高速的可调谐镜反射到一个扫描镜上。
扫描镜通常是一个悬臂光学微镜，可以根据输入的控制信号在垂直和水平方向上进行扫描。
扫描镜的角度和扫描速度决定了横截面图像的时间分辨能力和空间分辨能力。
扫描镜向X轴或Y轴扫描时，激光束会随之移动，通过一个扫描镜接受光学元件改变进出光的角度。
这样一来，光束将会在样品表面上做出一个横截面扫描。
光学显微镜通常使用一个由物镜和目镜构成的光学系统来放大样品。
在LSCM中，物镜是光学系统的关键部分之一、物镜被用来收集和聚焦激光束，以及收集样品散射的反射光。
物镜通常采用高数值孔径（NA）的透镜设计，可以提供较高的分辨率和浅景深。
不同的物镜具有不同的放大倍数和工作距离，可以根据具体应用需求来选择。
探测器用于收集激光束散射的反射光，并将其转换为电信号。
常用的探测器有光电二极管（PD）和光电倍增管（PMT）等。
探测系统的灵敏度和动态范围决定了扫描图像的质量。
高灵敏度的探测器可以增加图像的信噪比，提高图像质量。
最后，图像显示系统将电信号转换为可视的图像。
通常，图像会通过计算机或显示器进行处理和显示。
计算机可以用来处理和分析图像数据，提取特定深度处的二维横截面图像，并进一步进行三维重建和图像处理。
总之，激光共聚焦扫描显微镜的光学设计是多个组成部分的综合。
本科生毕业设计（论文）物方远心系统的设计Object Side Telecentric System Design摘要光刻是大规模集成电路的制造过程中最为关键的工艺，光刻物镜是光刻的核心，其性能直接决定了光刻的图形传递能力。
本文首先对光刻物镜的整个背景作了介绍，阐述了光刻物镜的技术发展过程和未来的发展趋势。
并设计了一个光刻物镜的光学系统。
从光学设计要求出发，分析了影响光学系统成像质量的各种主要误差因素。
通过ZEMAX软件确定了我们的镜头的光学设计结果。
并且进一步地，通过ZEMAX模拟，确定了加工容差，并对其加工和装校过程作了阐述。
关键词：光学设计远心光路物方远心系统ABSTRACTLithography is the most important technics when manufacturing of Large Scale Integrate Circuit.The lithography lens is the core of thelithography, whose capability determines the transfer capability of the pattern directly. The large field projection lithography lens is the one. In this paper, the background of the lithography lens is represented firstly, Expounds the photolithography process and the technological development of the objective trend of the development of future. Design a photo of the objective optical system. we analyzed the various factors which may cause the image quality deterioration of the optical system especially for this type of lenses :in this paper, by ZEMAX simulation we get the result of the lens design, and more, we set the tolerance both for optical parts and mechanical parts, also the procedures of the adjustment and assembly for the whole lenses are described.Keywords: Lithography objective Resolution Telecentric beam path目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2光刻技术的发展和前景 (1)1.2.1光学光刻 (2)1.2.2极紫外光刻 (3)1.2.3X射线光刻(XRL) (3)1.2.4电子束光刻(EBL) (4)1.2.5离子束光刻(IBL ) (4)第二章物方远心光学系统原理 (6)2.1景深 (6)2.2焦深 (7)2.3物方远心光路 (7)第三章光刻物镜光学系统设计及优化 (10)3.1光刻物镜初始结构选取 (10)3.2光学系统的优化 (12)第四章光学元件绘图 (16)4.1光学系统图 (16)4.2光学胶合图 (17)4.3光学零件图 (18)4.4显微光学系统零件图纸 (23)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)第一章绪论1.1引言从20世纪60年代到现在，半导体技术的发展十分迅速，根据以往一直到现在的结果来看，“摩尔定律”所描述的状况仍然具有很大的现实意义。
华中科技大学文华学院毕业设计(论文)
I 目 录 摘 要 ··············································································· II ABSTRACT ········································································ III 1 绪论 ··············································································· 1 1.1 引言 ··········································································· 1 1.2 国内外研究现状与发展趋势 ············································· 2 1.3 研究内容 ····································································· 4 1.4 研究的目的与意义 ························································· 4 2 F-Θ透镜的工作原理 ··························································· 5 2.1 F-Θ透镜与普通透镜的区别 ·············································· 5 2.2 F-Θ透镜的特点及成像特点 ·············································· 6 3 F-Θ镜头的设计思想 ··························································· 8 3.1 F-Θ镜头基本原理 ·························································· 8 3.2 F-Θ透镜的参数要求 ······················································· 9 3.2 结构及象质要求 ·························································· 10 3.3 F-Θ透镜设计实例 ························································ 14 4 系统扫描线性改善方法 ······················································ 24 5 结 论 ············································································· 20 致 谢 ············································································ 28 参考文献 ··················································· 错误!未定义书签。 华中科技大学文华学院毕业设计(论文)
II F-θ扫描物镜的设计与研究
摘 要
随着激光应用技术的发展，出现了形形色色的以激光为光源的光学系统。F-θ扫描物镜是广泛用于激光打印系统、激光测径系统中的一种特殊光学系统。激光扫描监测系统是一个动态光学系统，想要获得微米级的测量的精度，就必须采用具有良好动态特性光学系统，一般采用F-θ透镜作为扫描发射光学系统，能够很好得解决这一问题。F-θ透镜被广泛地应用于红外，激光等扫描系统中，同时对F-θ透镜在整个视场内改善是扫描性提出越来越高的要求。区别于普通透镜tanYf，F-θ扫描物镜的像高Yf，这样
在像面上形成线性的扫描速率。为此，需要设计一个负畸变（桶形畸变）的光学系统。 本设计基于F-θ透镜的原理和特性，根据其特性决定其结构参数。使用ZEMAX软件，设计一个F-θ透镜实例。对其结果进行分析优化。总结校正F-θ透镜线性失真的办法。
关键字：F-θ透镜； 线性； 负畸变 华中科技大学文华学院毕业设计(论文)
III Research and Design for F-θ Scan lens Abstract F-θ scan lens is widely used in laser printing systems, laser diameter measurement system, a special optical system. With the application of laser technology, there all kinds of laser light source of optical systems. It used to observe or record the image itself in different forms of traditional optical system, the emergence of laser can be transformed into practice, the image sequence signal and the spatial spectrum to handle or record, so laser optical system with traditional optical systems differ, the types of range. Laser scanning monitoring system is a dynamic optical system, want to get micron measurement accuracy, it must have good dynamic characteristics using optical system, generally use the F-θ lens as a scanning optical system launch, may solve this problem are well . F-θ lens is widely used in infrared and laser scanning system, while F-θ lens improvements in scanning the entire field of view of increasing demands put forward. Different from the normal lens, F-θ scan lens of as high as the plane in the formation of such a linear scan rate. Therefore, we need to design a negative distortion (barrel distortion) of the optical system. The design is based on F-θ lens of the principles and characteristics, according to their characteristics to determine their structural parameters ZEMAX software used to design an instance of an F-θ lens. Optimize their results were analyzed. Summary F-θ lens correction of linear distortion approach 华中科技大学文华学院毕业设计(论文)
IV Keywords: F-θ Scan lens; linear; negative distortion 华中科技大学文华学院毕业设计(论文)
1 1 绪 论 1.1 引言 激光扫描是激光技术在诸多应用中很活跃的一个领域。激光扫描技术在输入输出方面已经得到很广泛的应用，如激光照排机、医用激光相机、激光打印机、计算机X射线影像系统、激光数字化仪等仪器都采用了激光扫描技术。 激光扫描基本上由激光器、调制器、偏转器、调节反馈装置及探测器和把它们连接在一起的光学系统组成，如图1-1。根据偏转器的不同，有光学透镜扫描系统、棱镜扫描系统、和全息扫描系统等多种扫描形式。激光扫描方式可以分为物镜前扫描和物镜后扫描【6】，如图1-2、图1-3。扫描结果可以是激光光束的直接可视信号输出，也可以转换成电信号输出，还可以用计算机把扫描信号存储起来，然后在输出。激光扫描系统是一种将时间信息转变为可记录空间信息的系统。它使某种信息通过光调制器对激光束调制后，经光束扫描器和f-θ扭激光聚焦镜头在接收器上，形成一维或二维扫描图像。它己被广泛用于标刻机、导弹跟踪瞄准、激光打印机、传真机、集成电路激光图形发生器等激光扫描精密设备中【2。3】。国外己有报导，将其用于生物芯片的检测中，其中，f-θ镜头是激光扫描系统中必不可少的重要部件。 激光扫描检测系统是一个动态光学系统，想要获得微米级的测量的，就必须采用具有良好动态特性光学系统，一般采用f-θ透镜作为扫描发射光学系统，能够很好的解决这一问题。
图1-1激光扫描光学系统
