武汉工程大学本科课程设计
图4.2.5优化后的波像差
像差OPD图的分析：横轴PY、PX是光学系统的入瞳标量，因此总是从-1到+1之间。纵坐标EY、EX即表示波像差。因为出瞳是光 栏在像空间的像，出瞳表示像空间光束有清晰边界的位置。出瞳处的照度，其振幅和位相通常是平滑变化的，零振幅和非零振幅区域有明显的界限
优化前，波像差为±20个波长，优化到±2个波长，符合要求。
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图4.2.6优化后的Fcd图
场曲和畸变的Fcd图分析：轴外细光束像差曲线 这一般是由两个曲线图构成。图中左边的是像散场曲曲线，右边的是畸变，不同颜色表示不同色光，T和S分别表示子午和弧矢量，同色的T和S间的距离表示像散的大小，纵坐标为视场，左图横坐标是场曲，右图是畸变的百分比值，左图中几种不同色曲线间距是放大色差值。
这个是优化前后的场曲和畸变。优化后的畸变是2%左右，符合要求。
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图4.2.7优化后的弥散半径图
优化后的spt图：不同的像差有不同的像表现，同时随着像差的大小不同，这个像，也叫斑点的大小也不一样，显然像差越小的光学系统，其斑点也越小。衡量这个斑点大小有个定义，就是RMS半径定义，另外还有一个就是几何半径的定义。RMS是均方根半径，可以定量的反映这个系统实际的斑点大小。
弥散半径由优化前的6.436mm、14.300mm、21.829mm优化到3.146mm、4.584mm和7.649mm，符合要求。
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图4.2.8优化后的高频Mtf图
图4.2.8优化后的低频mtf图
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优化后mtf图分析：
由图判断出，其子午慧差，弧矢场曲大和子午垂轴色差大 其子午垂轴像差曲线弯曲的厉害－子午慧差大 其弧矢垂轴像差在原点处的斜率大－弧矢场曲大 其子午垂轴像差的各色差曲线垂轴向分离的距离大－子午垂轴色差大
对于此图的子午垂轴色差在全视场0.6孔径处垂轴色差小，在全视场负孔径处垂轴色差大。
优化后，低频(17lp/mm)时，视场中心的MTF=0.936≥0.9，视场边缘的MTF=0.9002≥0.80；高频(51lp/mm)时，视场中心的MTF=0.7331≥0.3，视场边缘的MTF=0.5520≥0.20，符合要求
由以上数据结果以及像差曲线可以看出，优化之后的像差参数与像差曲线已经达到一个比较理想的结果，与优化之前相比，有了明显的改进。
至此设计结束。
5．设计总结
此次课程设计过程中，我通过对专利数据的调整，更换玻璃等，设计出了一个三片型照相物镜。并应用软件ZEMAX的设计，参数的设置以及优化，达到了预期的设计要求，基本接近理论所要求的设计数据值。
通过这次设计，我学会了如何使用ZEMAX软件进行优化设计，并体会到ZEMAX 的诸多优点。这一软件集成了包括光学系统定义、设计、优化、分析、公差等诸多功能，并通过简便直观的用户界面，为光学系统设计者提供了一个方便快捷的操作手段。由于其优越的性价比，近几年来ZEMAX在光学设计领域所占份额越来越大，在全球已经成为最广泛采用的软件之一。
此设计结果与要大批量生产的照相物镜之间还存在很大差距，需要根据实际要求再进行改善。设计过程中遇到很多困难，通过对像差理论的深入研究以及对ZEMAX软件各种功能的进一步学习遇到的问题得到解决。
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6．心得体会
这次是本学期的第二次课程设计，一开始听到这个任务时内心崩溃的，一来是因为刚刚结束一门课程设计，那种不知所措感历历在目，二来是这次接触的是以前完全没有听说过的软件zemax，对于优化设计我们在去年的应用光学课程中有过原理的介绍，但时日久矣，很多原理记得不大清楚，需要复习以前的课本，这也给本次课程设计造成很大的困扰，总的来说这次课程设计比较成功，做出了想要的结果。当然也离不开老师这几日的辛勤解答与讲解，如果没有老师我也就不会懂得如何使用这个软件，更不谈完成这次课程设计了，还记得周三我由于在外做兼职没能去上课，然后打电话给老师说明了情况，老师表示了理解和同意，然后下午赶回学校上了课，然后才有本次课程设计的顺利完成，所以在此必须感谢老师。
这次课程设计会将是一个难忘的经历，刚开始时，完全不知道要做什么，连zemax中的图表代表什么东西都不知道，甚至连软件中单词都不认识，一边查单词。一边摸索，上网搜索查资料，和同学相互交流，慢慢地也就知道了大体该怎么办。这里也非常感谢几位同学，我们几个都是一知半解的同学聚在一起，一起探究，发现越来越熟悉，越来越了解。今后，我们会有很多类似这样的设计。这是开始，也许不是做的最完美的，但可以算是最难忘的。千里之行，始于足下，相信一切会更好。
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