应用光学实验 08电一 吴祥景 0811020099
实验四 施密特—卡塞格林望远镜系统（Schmidt-Cassegrain）
一、实验目的
1． 掌握Zemax中非球面镜面的定义与输入方法
2． 掌握Zemax中利用非球面镜的优化像差；
3． 熟悉Zemax中MTF的使用。
二、实验原理
1． 设计一个带多项式非球面矫正器施密特—卡塞格林系统；
2． 优化该系统的色球差。
3． 利用Zemax仿真进行镜片的设计。ZEMAX主屏幕会显示镜片数据编辑器，是由多行和多列组成，类似于电子
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。半径、厚度、玻璃和半口径等列是使用得最多的，其他的则只在某些特定类型的光学系统中才会用到。通过对不同参数的设定，就可以使用软件来达到仿真的作用。参数的输入首先是输入波长，然后是输入镜片数据，可以设置孔径值、入瞳直径等。对镜片的光学性能分析，可以找出仿真镜片的不足，然后利用优化离焦、优化相差等方法来修正误差。
4． 在使用Zemax经行仿真时，可以通过一些设计技巧来更容易的分析镜片的性能特性。例如选择二维剖面图和三维剖面图可以显示出镜片与光路图的剖面图，从而直观的显示出错误在哪里。
三、实验器材
1． pc机一台
2． Zemax软件
3． Zemax Manual一册（英文版）
四、实验过程
选择“SYSTEM”，“GENERAL”，输入10作为孔径值。在同一个屏幕上，将单位“毫米（Millimeters）”改为“英寸（Inches）”。选择“SYSTEM”，“WAVELENGTHS”，得到“波长数据”屏幕，设置3个波长：486，587，和656，其中587为主波长。
按下图所示设置参数。
选择2D Layout如右图所示
插入新面并按下图所示设置，像平面的距离现在是28，
更新2D Layout图层如左图所示
选择“Editors”，“ Merit Function”显示评价函数编辑选“Tools”，“Default Merit Function”，单击“Reset”，然后改变“Rings”选项为“5”，单击OK，“Tools”，“Optimization”，选“Automatic”，然后选择“SYSTEM”，“UPDATE ALL”， 选择“ANALYSIS”，“FANS”，“OPTICAL PATH”演示OPD图如右图所示
单击第一面（光阑面）的“STANDARD”表面类型，从所显示的对话框选择“EVEN ASPHERE”。 在第一面的“4th Order Term”、 “6th Order Term”和“8th Order Term”列，键入Ctrl-Z。选择“Tools”，“Optimization”，再单击“Automatic”， 单击“Exit”。 再次更新OPD图如左图所示。
设置第一面的半径为变量，再次优化（Tools，Optimization，Automatic）。单击EXIT，更新OPD图，如右图所示
从主菜单，选SYSTEM，FIELDS，并将视场角的个数设置为3，输入y-角0.0，0.3和0.5度。要再优化OPD图如左图所示。
在评价函数编辑时，选Tools，Default Merit Function，并将RINGS改为4，单击OK。选Tools，Optimization，然后单击Automatic，当已聚集后，单击EXIT，再次更新OPD图如右图所示
从主菜单中选择Analysis->MTF->FFT MTF。结果显示了所有已给定视场的切向和径向的响应。
双击第三面的第一列，从孔径类型列中选圆形“Circular Aperture”，到Min Radius中输入1.7。将“Max Radius”改为6。在第三面按下 Insert 键，将新面的厚度从0改为20。将第2面的厚度由60改为40。在第3面的第1列上双击，将孔径类型设为“Circular Obscuration”，并将“最大半径（Max Radius）”设为2.5，再将第3面的半口径定为2.5。更新图形如上图所示
更新MTF窗口，看一下新的MTF如左图所示
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