基于激光光束质量测量的超消色差物镜设计

在激光光束质量测量时，为了避免每次测量不同波长激光都要对聚焦透镜的焦平面位置进行标定，降低测量误差，研究和设计了覆盖紫外至近红外波段的超消色差物镜。基于波像差的理论，推导了超消色差物镜初始结构求解的方程组。应用光学设计软件Zemax设计了工作波段为350~1100 nm的宽光谱超消色差物镜，焦距为200 mm，入瞳直径为25 mm。给出了光学系统图、纵向像差曲线、焦移曲线及调制传递函数(MTF)曲线。设计结果表明，采用该方法设计的物镜，在0.707孔径处不同波长光线的球差曲线基本相交于一点，实现了超消色差；工作波段内的焦移仅为26.3 [μm]，基本固定了焦平面的位置；在截止频率范围内的MTF均接近衍射极限，满足了紫外至近红外波段激光光束质量的测量要求。