基于Zemax的大视场水下成像光学系统设计

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光学设计与加工 | 更新时间：2025-09-01

- 基于Zemax的大视场水下成像光学系统设计
- Design of underwater imaging optical system with large field-of-view based on Zemax
- 光学技术 2023年49卷第1期页码：5-10
- 作者机构：
  
  1:福建江夏学院电子与信息科学学院数字福建物联网智能家居信息采集与处理实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  福建省自然科学基金(2020J05063);福建江夏学院国家基金培育项目(JXZ2020004);福建江夏学院校级科研人才培育项目(JXZ2021009);福建江夏学院校级教改项目(J2021B012、J2021A012)
- DOI：10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2023.01.002
  中图分类号： TP391.41
- 纸质出版：2023
- 稿件说明：
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黄幼萍, 陈小钢, 张昊, 等. 基于Zemax的大视场水下成像光学系统设计[J]. 光学技术, 2023,49(1):5-10.

Design of underwater imaging optical system with large field-of-view based on Zemax[J]. 2023, 49(1): 5-10.
黄幼萍, 陈小钢, 张昊, 等. 基于Zemax的大视场水下成像光学系统设计[J]. 光学技术, 2023,49(1):5-10. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2023.01.002.

Design of underwater imaging optical system with large field-of-view based on Zemax[J]. 2023, 49(1): 5-10. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2023.01.002.

水下成像是海洋探测的重要手段，为满足海底微光以及大视场成像需求，利用光学设计软件Zemax设计了一款总长70mm

相对孔径为1/1.5

视场角为90°的水下成像光学系统。系统采用反远距结构，优化后仅由7片球面透镜和1片平板水密窗口组成，系统具有结构简单紧凑、大视场和大相对孔径等优点。设计结果表明，在各视场内，弥散斑的均方根半径均被控制在7μm范围内，且调制传递函数曲线在奈奎斯特频率为56lp/mm处的值均高于0.45

系统具有优异的成像质量。在单个探测像元内，系统的衍射能量大于90%

能量集中度高。此外，公差分析结果显示，系统具有较好的稳健性，且加工工艺易于实现。设计满足水下成像系统对大孔径和大视场的需求，具有重要的应用价值。

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