分光棱镜分束系统的设计

引言：

在一些光学系统中，常用分光棱镜进行红黄蓝三色光的分束或合束。

本例中在一个双胶合+单片消色差物镜后加入一个X型分光棱镜，并用多重组态来设计分束。

设计流程：

1、系统参数设置：

首先输入系统特性参数：在系统通用对话框中设置孔径。在孔径类型中选择“Paraxial Working F/#”，并根据设计要求输入“3.5”；

在视场设定对话框中设置3个视场（0、0.7、1），要选择“Angle”

在波长设定对话框中，选择F,d,C

2、结构参数与性能：

双胶合+单片消色差物镜+插入等效平板及优化：

在双胶合+单片物镜后插入一个等效平板，厚度为20mm，Semi-Dia为10mm，材料为H-K9L；同理，在像面前插入一个玻璃盖板，厚度为2mm，Semi-Dia为6mm，材料为H-K9L。

Hammer优化后的LDE，如下图：

3、设置分光棱镜：

在第7行前再插入4行，并将现在的第7行和第9行设置为坐标断点（Coordinate Break），LDE如下图：

打开MCE，插入3个Config，分别定义分光棱镜光束的3个方向，包括一个透射方向和两个反射方向。

MCE设置如下：

第1行：GLSS，第8面，定义透射或反射面；

第2行：PRAM，第7面第3个参数Tilt About X，设置反射面的法线旋转角度。

第3行：PRAM，第9面第3个参数Tilt About X，设置反射面的法线旋转角度。

第4行，APMN，第8面，设置分光面（矩形）的X边长的一半。

第5行，APMN，第8面，设置分光面（矩形）的Y边长的一半。

第6行，THIC，第6面，设置玻璃厚度，Config1为透射，Config2和Config3为反射。

第7行，THIC，第9面，设置玻璃厚度，Config2和Config3为反射。注意：透射棱镜的厚度直接设置为20mm，反射棱镜的厚度要在反射前设置为10mm、在反射后设置为-10mm。

第8-10行，THIC，第11-13面，分别设置BFL、盖板玻璃和空隙的厚度。

注意：由于反射镜的作用，MIRROR后的系统光路方向相反，所以Config2和Config3的厚度值要加负号。

查看3D Layout，如下图：

4、设置注意点：

1）三维布局图设置：“隐藏透镜边”勾选

2）三维布局图设置：“颜色显示”——结构#

3）表面8：双击——“绘图”——“不显示此表面的边缘”勾选

4）表面8：双击——“孔径”——“孔径类型”——“矩形孔径”

5）《APMN+APMX——表面孔径最值——设置分光面(矩形的X与Y边长的一半》

6）PRAM——参数值(多重结构)

PRAM是多重组态操作数，可以在多重组态中调用镜头数据编辑器中的参数（不包括曲率半径、厚度、玻璃，这些有专门的操作数调用），比如坐标断点的倾斜偏心。

5、ZMX下载：

通过网盘分享的文件：分光棱镜分束系统的设计.zmx
链接: https://pan.baidu.com/s/1OmITmhwzCnib-RaW7c-Vlw 提取码: SLZH

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