5 个技巧适用于利用现货光学件进行设计

作者: Jeremy Govier

在设计项目中使用现货光学件有许多好处。如果预算或时间有限，导致在应用中不大可能使用定制光学件，现货光学件也可轻松满足您的设计需求。这里有一些技巧可以帮助您更容易地利用现货光学件进行设计。

1. 简化

首先，在纸上进行近轴设计，将系统以有限与无限共轭光学组的形式分解成子系统。在用软件进行优化之前（如Zemax，Code V，或其他光线追踪软件），确定每个组所需焦距。一旦确定了所需焦距，就可以利用近轴公式选择能提供所需焦距的成品透镜。光线追迹软件应具有内置的成品镜片模型（图1），您可以用它来模拟所选透镜并优化间距。如果没有，通常可以在软件中输入由供应商提供的透镜信息。所有EO TECHSPEC®组件在大多数光学设计软件中都能找到，您也可以从我们的网站上获取Zemax文件。

图1: Zemax中的镜头目录

2. 使用单色光

尽可能使用单色光源，例如LED和激光或者使用光学滤光片，使您的系统变为单色。使用单色或窄带光将大大降低设计的复杂性。减小光源带宽到50nm以下通常可以使您在设计中使用单透镜。在设计时，色差会带来很多麻烦，所以如果不需要宽带光源，你需要对光源进行简化。

3. 利用现成的子系统

通过使用成品组件，如消色差双合透镜，显微镜物镜，机器视觉镜头，多元件组成的中继镜头，或其它子系统，可以实现应用的局部修改，如颜色，视场角，以及大孔径。在很多情况下，如果供应商（图2）能提供相关规格，您就可以在软件中对子系统进行建模。即使没有相关规格，利用近轴计算也可评估子系统。

图2: EO微型视频镜头的规格 (#58-204)

4. 考虑安装

您是否在制作原型或想要节省购买定制外壳的时间和花费，考虑一下现货装配元件。光学笼式系统可以让您轻松组装光学组件并提供足够的自由空间进行间距调整。笼式系统可以安装普通尺寸的光学元件，显微镜物镜，C接口相机镜头，和其他子组件。

5. 选用合适的组件

成品透镜，如平凸（PCX），平凹（PCV），双凸（DCX），双凹（DCV），和消色差透镜专为小视场和小光圈进行优化。当集成到光线角度不是很陡系统中时，这些组件具有最好的工作表现。例如，在设计一个高放大倍率中继镜头时，请在高数值孔径侧使用复杂的多元件子系统，在低数值孔径侧使用一个消色差透镜。 例如，一个15X系统（图3）由一个物侧的20X无限共轭物镜和一个像侧的150mm焦距消色差透镜组成，是一个良好校正的系统。

图3: 运用成品组件快速组装一个15X显微镜