在光学设计中折转镜是经常使用的,其有压缩光学系统整体的结果的作用,另外在一些分光、分波段的光路中也会用到折转的作用,例如马赫泽德干涉仪光学系统,激光扫描镜头光学系统、激光镜头光学系统等。可以说折转镜在光学设计中,基本上是无处不在的。
光学设计中使用折转镜有一个盲点是需要大家注意的,当折转镜使用在单一视场或者位于入瞳处这点是可以忽略的。当视场较大,且折转镜有位于入瞳处,不同视场在折转镜上投射的光斑大小是不一样的,但是折转镜的大小和位置在软件中的默认位置是主光线决定的。但是由于不同视场投射的光斑大小不一样,所以所有视场组成的折转镜实际使用区域并不是一个旋转对称的区域,一半大一半小,所以就会导致部分光线在折转镜之外。如下构建了一个简单的光学系统。
光学系统的入瞳直径设置为20mm,视场设置为5度乘以5度的方形视场,如下图所示:
可以看出光线经过入瞳,到达折转镜上,光线折转120度,再经过一个理想透镜会聚到像面。从三维图上,肉眼可见,折转镜的左下侧有一定的空余,而右上侧则基本充满了。
这时候查看下该面的光迹图就比较清晰了,可以看出其实有部分光线都到折转镜的有效口径之外了。如果这样一个结构模型或者折转镜的尺寸去构建机械结构问题就比较多,单边公差较少,公差不对称,由于部分视场光线少,照度不均匀。
解决方案就是光线Y最小和Y最大进行计算下,(44.19-32.56)/2=5.8,即将折转镜进行Y偏心5.8mm即可。如下则是偏心设置,及偏心后的折转镜的光痕迹图。其实光学设计主要是多多在自己设计的文件上花费时间,就会学习到很多!