今年初，有個客戶需要一款2倍擴束鏡，擴束倍率很普通。但是要求入射光束直徑50毫米，經(jīng)過2倍擴束出射光束直徑就要達到100毫米，而且機械長度不能太長。目前常用的擴束鏡需要入射光束一般在1至2毫米，經(jīng)過5倍、10倍、甚至20倍擴束后光束直徑至多達到40mm左右。

這意味著這款擴束鏡的鏡片口徑將達到120毫米左右，這給設(shè)計帶來了一些困難。首先想到的是使用3片鏡片來完成這款設(shè)計，經(jīng)過初始結(jié)構(gòu)的選擇，分析優(yōu)化，最后的結(jié)果總是不理想。由于光束直徑太大，設(shè)計出的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)鏡片很厚，或者鏡片的彎曲很大，或者系統(tǒng)很長的問題。

后來經(jīng)過繼續(xù)調(diào)節(jié)參數(shù)和優(yōu)化函數(shù)，最后達到了要求。但是系統(tǒng)的長度較長，且由于個別鏡片的彎曲較大，使用彎月鏡來平衡系統(tǒng)的像差。彎月鏡的加工難度是比較大的，增加了生產(chǎn)成本。

在繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)的時候，突然想到了ZEMAX中“鏡頭縮放”這個功能，按一定的因子縮放整個鏡頭。這對于將一個現(xiàn)成的設(shè)計縮放成一個有新焦距的設(shè)計是很有用的。對系統(tǒng)的波長無影響。縮放鏡頭功能也可以用于將單位由毫米轉(zhuǎn)換成英尺，或其它組合單位類型。也就是說，可以先用1毫米入射光束先設(shè)計一款2倍的擴束鏡，然后將系統(tǒng)放大50倍。這個縮小50倍的擴束鏡需要機械筒長盡量的短，實現(xiàn)起來也不是很困難。設(shè)計完成后，將系統(tǒng)放大50倍，就完成了。結(jié)果如下圖所示。

文：波長光電