ZEMAX软件技术专题：库存镜头匹配工具在组件设计中的应用

在设计中使用供应商生成的库存镜头通常比使用定制镜头具有更高的成本效益。这就是为什么OpticStudio设计库存镜头匹配工具的原因，该工具可以将设计中的镜头替换为所选供应商目录中最接近的等效镜头。

由于大多数库存镜头都是平弯曲或等弯曲的，因此该工具在具有适中视场角和窄波长范围的系统中效果更好。 也正是由于这个原因，任何非对称双曲面镜片在使用该工具时都应更换为两个平曲面镜片。

如本文所示，更换镜头时，系统可能需要重新聚焦，并且可能需要放宽或移除一些评价函数的约束——尤其是光线高度操作数。

库存镜头匹配示例

参考如下图所示的扩束器设计。此文件显示了具有大约λ/10波前误差的5x扩束器的设计。

在初始示例文件中，使用每个透镜的一个曲率半径（使透镜平面弯曲）和一个REAY操作数来优化设计，该操作数以边缘光线为目标。该设计具有12.5毫米的径向光束高度（由入射边际光线的2.5毫米径向高度和5x放大倍数给出），且镜片到镜片的距离固定为200毫米，以产生合理的紧凑型设计。如果您只是按照当前设置的设计运行库存镜头匹配工具，性能将大幅下降，您会感到失望！

为了准备使用库存镜头匹配工具，需要进行两项修改:

1. 镜片到镜片的间距（表面3的厚度）设置为可变，因此当OpticStudio将镜头换成目录镜头时，它可以更改间隙重新聚焦以补偿EFL的微小变化：
2. 评价函数约束REAY已被修改以允许小范围的偏差：

现在，使用默认设置运行库存镜头匹配工具：

OpticStudio将分别为每个镜头找到最接近的等效镜头，并找到这些所选镜头的最佳组合：

由于我们选择了“保存最佳组合”，您会发现最佳系统已保存到与当前镜头文件相同的目录中。该最佳系统由附加的示例文件“Beam Expander Setup for Lens Matching_SLM.zmx”展示。打开该文件，您会看到OPD只是稍微差了一点：

请注意，放大倍率也略有变化（边缘光线高度为12.4950毫米而不是12.5，因此放大倍率是4.9980而不是正好5）。

这种性能下降是意料之中的！假设你的起始设置得到了很好的优化，这个工具总是会让性能变差。这是因为设计现在将被限制为仅使用固定的参数目录，而不是绝对最优值。因此，在运行该工具之前，您的初始设计应该完全符合要求和规范。

然而，当有效使用时，库存镜头匹配工具可以通过消除定制制造的需要，在最终设计中节省大量成本。

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