設(shè)計(jì)要求：
- 5倍的光束擴(kuò)束鏡，入射光孔徑為5 mm钞护，出射光孔徑為25 mm盖喷。
- 系統(tǒng)系統(tǒng)越短越好，不應(yīng)超過250 mm难咕，為了方便裝夾鏡頭前后各留出5 mm课梳。
- 成像效果盡可能的好，擴(kuò)束后波前差應(yīng)小于1/5波長步藕，最好小于1/10波長惦界。
- 造價(jià)盡可能的低挑格，盡量引用現(xiàn)有的鏡頭完成設(shè)計(jì)咙冗。
- 評價(jià)函數(shù)可以設(shè)置與實(shí)際情況相對應(yīng)的測試方式，例如本例的擴(kuò)束鏡制造完成后會在干涉儀上進(jìn)行測試漂彤，那么在設(shè)計(jì)的時(shí)候就應(yīng)該使用 光程差或干涉圖進(jìn)行評價(jià)雾消。
- 激光器所在波長為0.6328（He-Ne）灾搏。
結(jié)構(gòu)選擇
擴(kuò)束鏡主要有 開普勒型和伽利略型。伽利略型沒有聚焦立润，總長更短狂窑，而且在高能激光系統(tǒng)中要避免聚集的出現(xiàn)，所以選用伽得略型桑腮。
為了降低成本我們選擇容易制造或方便購買的鏡頭泉哈，如平凸透鏡、膠合透鏡破讨。
本例使用平凸透鏡丛晦，并且確保第一個(gè)鏡頭的第一面為曲面，因?yàn)槠矫鏁瓷涔饴窌贩祷貙す馄髟斐蓚Α?/p>
構(gòu)建基本結(jié)構(gòu)
-
基本設(shè)置 (general)
入瞳對應(yīng)入射光設(shè)置為5 mm提陶。此處應(yīng)注意烫沙，因?yàn)槲覀冊O(shè)計(jì)的系統(tǒng)為無焦系統(tǒng)，所以要勾選 afocal image space 選項(xiàng)才能正確計(jì)算隙笆。
入瞳
實(shí)際制造中鏡片應(yīng)比通光孔徑大一些锌蓄。因此在 其他(Misc) -> 半孔徑處設(shè)置為1 ：
本系統(tǒng)是沿軸向使用的，所以視場只要0度撑柔，默認(rèn)即可瘸爽。
波長設(shè)置為0.6328。
-
插入兩個(gè)鏡頭的4個(gè)面铅忿，輸入材料蝶糯，設(shè)置一些初始值，確保系統(tǒng)前后留有5 mm：
初始鏡頭設(shè)置 顯示波前差圖
analysis -> wavefront -> wavefront map (右健可更改顯示類型)辆沦。-
將曲率昼捍、鏡頭厚度及鏡頭間距離設(shè)為變量：
設(shè)置變量 -
設(shè)置評價(jià)函數(shù)
使用 均方根（RMS）、波前差（wavefront）,高斯球積4環(huán)（rings）6臂(arms),設(shè)置玻璃肢扯、空氣厚度限制：
評價(jià)函數(shù)設(shè)置 -
限制系統(tǒng)總長為250 mm（TTHI妒茬，OPLT），擴(kuò)束為5倍蔚晨，REAY操作數(shù)控制某面上某個(gè)位置的光線高度：
Paste_Image.png
Paste_Image.png 進(jìn)行優(yōu)化（optimization）
可以peak to valley =0.0763 waves,滿足我們的設(shè)計(jì)要求乍钻，我們將第二個(gè)鏡頭也設(shè)計(jì)為平凸鏡頭，再次優(yōu)化：
使用現(xiàn)有鏡頭或容易購買鏡頭替換原設(shè)計(jì)鏡頭
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reports -> surface data 右鍵選擇 surface 為 2 铭腕。
可以看到第一個(gè)鏡頭的孔徑為7 mm银择，有效焦距為 -59.541 mm。
鏡頭1參數(shù) -
tools -> catalog -> lens cotalogs 打開鏡頭庫
供應(yīng)商選擇 CVI累舷；
有效焦距選擇-65 到 -55浩考；
入瞳直徑要比設(shè)計(jì)的還要大才能滿足實(shí)際使用，設(shè)置為7.2 到 20被盈；
其他選項(xiàng)勾選 曲面（ spherical）析孽、平面（plano）搭伤、單個(gè)透鏡（singlet），點(diǎn)擊search袜瞬，找到一個(gè)合適透鏡：
Paste_Image.png
點(diǎn)擊insert怜俐，選擇表面（2-鏡頭1）插入系統(tǒng)中，復(fù)制兩鏡頭間距離邓尤，刪除原鏡頭1：
再次優(yōu)化拍鲤，成像質(zhì)量變差，仍滿足系統(tǒng)要求
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同樣在surface data 中查看第二個(gè)透鏡的數(shù)據(jù)汞扎，并搜索替換：
替換第二個(gè)鏡頭
替換第二個(gè)鏡頭
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再次優(yōu)化殿漠，發(fā)現(xiàn)不滿足要求 ，是因?yàn)椴迦氲牡诙R頭反曲面放在了前面佩捞，此時(shí)在選擇 tools -> miscellaneous -> reverse element 分別選中第二個(gè)鏡頭的表面4和5绞幌，確定進(jìn)行調(diào)換：
調(diào)換鏡頭 -
再次優(yōu)化，仍不滿足要求一忱，將優(yōu)化函數(shù)中有效焦距改為300莲蜘，再次優(yōu)化，得到一接近設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)：
第三次優(yōu)化
