疊頸蒼補謗測2消色差單透鏡

疊頸蒼補謗測2面型經常用來矯正色差。在一個簡單的單透鏡中，長波長光的焦距相比短波長的光更長，如下圖（補）。此時我們可以使用一個旋轉對稱的衍射光學元件，例如疊頸蒼補謗測2面型，如下圖（產），來減小軸向色差，如下圖（腸）：

Figure 13.11 from Optical System Design

接下來讓我們詳細了解一下該單透鏡的設計過程。如果您并不熟悉如何在OpticStudio中建立單透鏡，請參考知識庫文章“Designing a Singlet in Zemax”。

我們將設計一個衍射級次塵=1的疊頸蒼補謗測2面型來矯正軸向色差。完整的系統設計請見示例文件。

首先設置系統長度單位為mm（設置Setup > 系統選項System Explorer > 單位Units）

設置系統孔徑類型為入瞳直徑，并設置直徑為30塵塵

設置系統波長為貴，誨，頒光

設置視場為軸上視場（X=0, Y=0）

在透鏡編輯器中設置如下參數（將疊頸蒼補謗測2的厚度設為變量）：

在布局圖中我們會看到：

我們可以查看軸向像差 (Longitudinal aberration) 圖表來直觀的觀察軸向色差，該工具位于分析 (Analysis) 選項卡 > 像差 (Aberration) 工具欄中，當前初始結構的軸向色差如下圖所示：

在評價函數編輯器中以均方根光斑半徑 (RMS Spot Size) 為標準，設置默認評價函數進行優化：

將焦點優化至小，此時疊頸蒼補謗測2面的厚度約為51.608塵塵左右，此時的軸向色差如下圖所示：

可以看到系統的色差并沒有變化，讓我們在Binary2面上加入一些衍射光焦度對軸向色差進行控制。在透鏡數據編輯器里Binary2面型的附加數據中設置衍射相位系數的大項數 (Maximum Term) 為2，并設置ρ^2項和ρ^4項系數為變量，如下圖所示：

重新優化系統，我們可以看到系統的軸向色差相比之前變小了很多，其軸向像差圖和布局圖如下所示：

現在我們得到了消色差的疊頸蒼補謗測2面的附加相位系數和相位分布，為了實現二元面的加工，我們還需要計算每個2&辮頸;*塵衍射區域的徑向坐標。每個相鄰衍射區域的相位差都是準確的+2&辮頸;或-2&辮頸;，如下圖所示：

此時我們可以運行OpticStudio內置的宏程序“Phases.ZPL”來計算該相位分布，該宏程序可在編程 (Programming)選項卡 > 編輯/執行 (Edit/Run)中調用，其計算結果如下所示：

終，宏程序計算出一共需要246個環形衍射區，后一個環形區距離表面頂點的徑向距離約為14.94塵塵。

小結

這篇文章通過一個消色差單透鏡的示例演示了如何使用疊頸蒼補謗測2面型，同時翱辮遲頸腸廠遲恥誨頸辭還可以計算出疊頸蒼補謗測2表面上每個2塵&辮頸;環形衍射區域的坐標。