25×显微镜物镜设计 设计要求： 1. 显微物镜放大倍率为25×； 2. 物方数值孔径NA=0.4； 3. 物高为1mm； 4. 物方工作距不能太小。 设计过程： 第一步：选择初始结构，根据题目要求设置参数 显微镜物镜的初始结构选择如下： 在用ZEMAX软件进行设计时，将显微镜倒置设计。设置参数如下：垂直放大率为0.04，物方数值孔径为0.016，物高为25m m ，物方半视场高度为12.5m m 。此时该系统的结构、传函以及像差如图1所示。从MTF图和像差图可以看出该显微物镜的成像质量还不是很好，需要对其进行校正。 第二步：手动校正 使用ZEMAX软件进行手动校正，手动校正主要是通过改变曲率半径使成像质量逐渐得到优化。 手动校正后，显微镜物镜结构的数据如下： 手动校正后该系统的结构、传函以及像差如图2所示。 第三步：自动优化 首先，建立自动优化函数。具体过程如下：选择Editors>> Merit Function，弹出Merit Function Editor 对话框，在Type栏中输入EFFL，并将Target定为6.930840，Weight值取1.0； 其次，选择Merit Function Editor对话框工具栏中的Tools>>Default Merit Function,设置Optimization and Reference为RMS～Wavefront～Centroid； 最后，选择“opt”按钮进行自动优化。 自动优化后，显微镜物镜结构的数据如下： 图1 显微物镜初始结构系统报告图 图2 显微物镜手校后系统报告图 图3 显微物镜自动优化后系统报告图 经过自动优化后的显微物镜的结构、传函以及像差如图3所示。此时，像方数值孔径NA=0.3731118,传递函数接近于衍射极限，成像质量较好，设计完成。 其显微物镜优化前后的波相差图如下： 图4 显微物镜初始结构系统波相差图 图5 显微物镜手校后系统波相差图 图6 显微物镜自动优化后波相差图
