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隨著水下攝影的廣泛運用,對大視場大相對孔徑的成像物鏡的需求也顯得極其迫切,而目前國內外報道的水下成像物鏡還不具備此特點。因此本文分析了大視場大相對孔徑水下專用水下成像物鏡的設計特點,運用ZEMAX軟件進行模擬優(yōu)化,得到了相對孔徑為1/1.6,水下全視場72°,焦距8.96mm,光譜響應范圍436～656nm,采用平行水密殼窗的水下專用攝影物鏡。全視場MTF在空間頻率46 lp/mm時高于0.3,在半徑為10.8μm的圓內,能量集中度為80%,全視場畸變小于2%。能夠滿足深水微光攝影物鏡對大視場、大相對孔徑的需求。
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光纖傳像束用于內窺鏡時,對內窺鏡物鏡的結構型式和成像質量提出了新的要求。在分析了其基本設計原則后,根據實際需求,選用反遠距型物鏡作為初始結構,利用Zemax軟件優(yōu)化設計了一個工作波段0.38~0.78μm,焦距0.921 mm,全視場100°、相對孔徑1/4的內窺鏡物鏡。鏡頭總長10.32 mm,滿足像方遠心要求,在38 lp/mm頻率處MTF值在0.85以上,像質優(yōu)良;同時,在Tracepro軟件中建立了所設計物鏡與光纖傳像束結合后系統(tǒng)的模型,模擬的系統(tǒng)耦合效率約為96%且出射端照度均勻。結果表明:該物鏡具有視場大、短焦距、結構合理、耦合效率高、像面照度均勻等特點,滿足內窺鏡要求。
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