一． 设计任务
（1） 物距l=∞，视场角ω=0°；焦距=60mm；相对孔径catia创成式外形设计D/=1/2；工作波长λ=0.6328μm。
（2） 此镜头只需校正轴上点球差。
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（3） 几何弥散圆直径小于0.002mm。
（4） 镜头结构尽量简单，争取用两块镜片达到要求。
二． 设计过程
（马恒昌1）单片镜设计
先尝试用一块镜片作物镜，看像差情况如何。采用区间套定理K9玻璃，折射率n=1.51466。光阑放在透镜的第一面，入瞳直径取JY改造系统30mm，透镜厚度取6mm。加入评价函数TRAY，其他参数设定参见课本P9。优化后的结构图、结构参数、像差曲线和点列图分别如下图所示： 可见，现在的弥散圆直径为毫米量级，还远远满足不了设计要求。我们更换更高折射率的玻璃进行尝试。采用ZF14玻璃，折射率n=1.90914，评价函数和其他参数不变，优化后的结构图、结构参数、像差曲线和点列图分别如下图所示：
由此可见，高折射率玻璃镜片比低折射率玻璃镜片像质好了很多，曲率半径前者比后者大了很多。无论是高折射率玻璃还是低折射率玻璃，优化后当球差处于极小时，其结构形状都是凸面朝向远处的物体，平面朝向近处的像。然而现在的像质距离设计要求还有很大差距，单片玻璃无法满足，因此我们只能采用双片玻璃进行设计。
（2）双片镜设计
进坑村采用高折射率单片镜的数据，将其结构一分为二，在中间加一个空气层，增加的两个面曲率半径都取为-60mm，并设两片镜子厚度分别为6mm和5mm。评价函数仍然为TRAY，其他参数设定参见课本P13——P15。优化后的结构图、结构参数、像差曲线和点列图分别如下图所示：
可见，优化后高级球差与初级球差达到了一定的平衡，像质改善了很多，可以进行下一步优化。第二部优化将像距也作为变量，其他设定不变，优化后的结构图、结构参数、像差曲线、点列图及MTF曲线分别如下图所示：
优化后的结果比第一步更好，各项指标均远低于设计要求，这个设计结果可以说已经完成了设计任务。
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