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 接下来我们来进行优化相关的设置:变量和评价函数。

对于变量,在这个系统中我们分两部分,一部分叫公共变量,就是三个组态共用这三组双胶合透镜,透镜的口径、曲率半径、厚度在这三种焦距状态下是相同的。一部分叫独立变量,就是三个组态不相同的参数部分,这里就是四个空气厚度在三个组态下独自变化。

我们将所有透镜曲率半径及在多重组态中的所有厚度设为变量:

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以上共有27个变量。

按下键盘上F6打开评价函数编辑器,在变焦系统中我们要求在所有焦距下成像质量都能达到和定焦情况下相接近的成像水平。由于共用的三组透镜组,所以我们需要同时优化这三个组态,让它们在各自焦距要求下光斑都最小化。

点击编辑器上的Tools>>Default Merit Function...,设置如下图所示默认评价函数,注意红圈所示说明我们在创建优化目标时已经考虑了三个组态:

点击OK后,ZEMAX将自动为我们创建三个组态下的目标操作数,组态操作数CONF表示此操作数下所有操作数作用在此组态序号下,直到遇到新的CONF操作数。在这里我们需要为每个组态指定焦距值,在每个CONF下插入一个空白操作数,输入EFFL,指定焦距分别为75、100、125,权重都为1。注意在第一行的CONF下不用输入:mg 

评价函数设置完成后,我们就可以点击Opt进行优化了

优化一段时间后,我们看L3d视图如下:

上图中看到三个组态中同一镜片口径大小却不相同,对于所有透镜口径,在不同组态下相当于不同系统中,ZEMAX中的元件口径是自动跟随光线变化的,也就是始终保持着最小有效口径。为了直观地描述变焦系统是使用同一组镜头,我们将所有透镜口径设置为Maximum解,即在每个透镜的Semi-Diameter上点右键,选择Maximum:

此时再观察L3d图就会显示各组态对应透镜口径都相同了:

到这里,我们变焦系统的优化最终完成,有关像质的评价及进一步提高修改方法就不再一一演示。相信大家对多重组态的使用方法有进一步的认识理解。