摘要：双分离傅氏变换透镜是单元组结构傅氏变换透镜中结构简单、造价低、相干噪声小的一种，被广泛应用于数字全息中。设计的双分离傅氏变换透镜的相对孔径D/’f=1:4。2，视场角为112w，焦距为mmf300’。本设计是从专利资料中选取双分离傅氏变换透镜的基本参数后，基于ZemaxTM软件在初始结构上进行优化设计的。优化后得出300mm中口径傅氏变换透镜。74446

关键词：傅氏变换透镜，傅氏变换透镜设计，ZemaxTM

Abstract：Double dissociation Fourier transform lens is with simple structure,lower cost,lower coherent noise in the Fourier transform lens unit structure,which is widely used in digital holographic。The parameters of designed double dissociation Fourier transform lens are D / ’ f =1:4。2,  11 2w , mm f 300  ’ 。The basic parameters are selected in patent information,then use ZemaxTM optimize。In conclusion ,the 300 mm Fourier transform lens is designed。

Keywords：Fourier transform lens,The design of Fourier transform lens,ZemaxTM目录

1 引言。3

2 傅氏变换透镜结构特点和方案选择 3

2。1 傅氏变换透镜的结构特点 3

2。2 方案选择。 3

3 Zemax 简介。 4

3。1 Zemax 概况。 4

3。2 Zemax 使用方法5

4 双分离傅氏变换透镜设计。6

4。1 设计要求。 6

4。2 初始设计。 6

4。3 优化设计。 8

4。4 最终结果。 9

4。5 ISO 格式绘图。 12

结论13

参考文献 14

致谢15
1 引言傅氏变换概念的引入是现代光学的最重大进展之一。傅氏光学是把通讯理论特别是其中的傅氏分析方法，引入到光学中去，线性系统理论与频谱分析，是傅氏光学的基本内容。用光学方法实现二维函数的傅氏变换，在频率域中描述和处理光学信息，是傅氏光学的基本目的。傅氏变换从理论上给光学频谱分析和光学的信息处理提供了有力的数学工具。而光学系统的传递函数为透镜的设计和检验提供了精确的方法。傅氏变换往往可以用计算机完成，由于图像中的信息量太大，计算机处理需要很长时间，但用光学方法来实现傅氏变换运算就简单多了。光学镜头既可作为成像和传递信息的工具，又可以作为计算元件，它具有进行傅氏变换的能力，为这个目的而设计的镜头叫做傅氏变换镜头。傅氏变换透镜已生产并用于科研与国防工业得到普遍好评，具有巨大的市场、前景和科研意义。本课题从信息光学的发展入手，对傅氏变换透镜进行了概述，接着介绍了两种傅氏变换透镜，最后设计完成双分离傅氏变换透镜。2 傅氏变换透镜结构特点和方案选择2。1 傅氏变换透镜的结构特点傅氏变换透镜与普通透镜相比，具有以下特点。74446
（1）普通成像透镜只有一对共轭面，而傅氏变换透镜有两对共轭面，即物方无限远对应于频谱面，输入面对应于像方无限远。（2）普通成像透镜在像平面上直接表现出物体的像，而傅氏变换透镜在频谱面上反映了输入物的频谱信息，而且频谱线形要求严格。一般情况下频谱面上的光振动复振幅分布实际上都是频谱函数与一个二次位相因子的成绩乘积，只有平行光垂直照明且物在前焦平面上的时候，才能在后焦平面上得到纯粹的傅氏频谱。在理论分析中，这种情况是很有意义的。2。2 方案选择在现有傅氏变换透镜设计中，主要分为单组元型和双远距型两种结构。双远距结构包括对称型和非对称型两种，如图 2。2-1。此类型系统结构紧凑，可以使前后焦点的距离最少可以缩小到 0。7f左右，增大被处理面和频谱面的尺寸，且可以满足较大孔径和视场的像质要求。但此类型设计普遍采用复杂结构，玻璃片数多在6 片以上且制作成本较高，这在实际应用中并不是非常适用。当傅氏透镜的孔径、视场较大，而焦距很短时，无需采用远距型来缩短总长时，或是相反，需要增大两端焦点到镜面的距离时，宜采用像差状况比远距型有利的负组在外，正组在里的——四组元全对称双反远距型结构。这时可以负担较大的孔径和视场，如图 2。2-2所示。单组元结构包括单片型、对称双片型、双胶合或双分离，具有结构简单、造价低、相干噪声小等优点，这时近年来傅氏变换透镜发展的另一个方向。1974 年C。GWynne 发现，在许多情况下，上述那些六片或八片结构的透镜，从满足像质要求上看是不必要的，一组密接的两片薄透镜虽然变量很少，但仍能满足全部像质的要求。【1】图2。2-3是单片型，两半径相等。为了校正球差，可以考虑将非球面引入到设计中，这样就避免了结构简单导致球差很难校正的问题。图 2。2-4是对称双片型，将单透镜一分为二来降低球差。