近红外大数值孔径平场显微物镜设计

发布时间：2018-02-12 01:17

  本文关键词： 光学设计 显微物镜 平场 飞秒激光 微纳加工　出处：《红外与激光工程》2017年07期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为满足飞秒激光微纳加工系统对高加工精度和大加工范围的需求,首先确定了该系统的重要组成部分-无限共轭距显微物镜所需具备的特性及设计指标。依据薄透镜组的初级像差理论,针对飞秒激光波长推导出光学系统为校正匹兹凡场曲和二级光谱所需满足的条件。该镜头由11片球面透镜构成,所选用材料皆为国产玻璃,同时避免三胶合结构的使用。设计了一套工作波长为785~815 nm,数值孔径为0.9,像方视场为22.5 mm,放大倍率为40×的近红外平场复消色差显微物镜。设计结果表明:该镜头的MTF良好,全视场波像差均小于0.08λ,各种几何像差均远小于公差且满足平场和复消色差条件,能量集中度高。使用补偿器放松材料公差、加工公差和装调公差,公差分配后全视场RMS波像差小于0.09λ,满足实际应用要求。
[Abstract]:In order to meet the needs of femtosecond laser micromachining system for high machining precision and large machining range, Firstly, the characteristics and design indexes of the infinite conjugate distance objective lens, an important component of the system, are determined. According to the primary aberration theory of thin lens group, According to the wavelength of femtosecond laser, the optical system is used to correct the field curvature and the secondary spectrum. The lens consists of 11 spherical lenses, all of which are made of domestic glass. At the same time, to avoid the use of trimerized structure, a set of near-infrared flat field complex achromatic lens with working wavelength of 785nm, numerical aperture of 0.9mm, image square field of view of 22.5 mm and magnification of 40 脳 is designed. The design results show that the MTF of the lens is good. All wavefront aberrations are less than 0.08 位, all kinds of geometric aberrations are far less than tolerances and satisfy the conditions of flat field and complex achromatic aberration, and the energy concentration is high. The compensator is used to relax material tolerance, machining tolerance and mounting tolerance. The total field of view RMS wave aberration is less than 0.09 位 after tolerance allocation, which meets the practical application requirements.
【作者单位】： 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(61435005)
【分类号】：TH744.5

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1504456