一、设计原则
中倍平场显微物镜设计
〔???25?，NA?0.4，L?195mm，l?
F
1mm〕
为有效掌握物像共轭距离，显微镜物镜需倒追光线！
dl?
推导：假设正追光线，则???2?
dl
??1?dl???dl，转变系统间隔及透镜厚度不易掌握像面
位臵，对共轭距的掌握不利，因此设计时需承受倒追光线的方法！
二、参数设定
u?
数值孔径输入：NA?nsinu?u??
?u???0.4?0.016
25
波段输入：D、F、C光，即一般白光入射
视场输入：物在有限距离，输入线视场〔单位：mm〕，物像颠倒，故y?
三、设计理念
y??12.5mm
?
系统总偏角为0.416，消色差双胶合物镜负担偏角最大0.15，单透镜负担偏角最大0.2，因此系统中承受2个双胶合和1个单透镜。为校正场曲并负担肯定的正偏角，单透镜承受肯定正光焦度的弯月形厚透镜。同时，为适当增大后工作距，将双胶合分为正负透镜形式，负透镜臵后。
四、设计过程〔优化〕
经PW法计算推导，得到最终镜头数据如表1所示：
表1初始数据
Surface
Object
r/mm
?
d/mm
165.358
材料
1
-6.823
0.95
ZF7
2
-11.015
2.7
3
25.29
1.96
ZK3
4
-17.022
7.5
Stop
?
7.4
6
11.722
2.38
ZK9
7
-6.546
1.19
ZF7
8
-22.91
0.32
9
3.597
4.08
ZBaF3
10
2.63
1
11 ? 0.17
K9
12
? 0.276789
M
Image
选择3个线视场：0、8.84mm、12.5mm
物方数值孔径〔ObjectSpaceNA〕：0.016
物距：165.358mm留意：
A．假设物距默认为无穷的话，此时输入数值孔径，系统将提示错误信息，因此需首先给定物距；B．输入距离不能为负值，优化过程中也应留意此项。负值的d只能消灭在反射式系统中；C．键盘上的“Insert”键是在“Lensdataeditor”中插入面，“Delete”为删除面，修改数据时，按“Backspace”退格键，不要按“Delete”删除；
D．在输入玻璃牌号的时候，留意区分ZF和ZK，常常有同学因搞混而导致数据错误；E．在进展系统优化时，不要选择转变盖玻片半径、厚度、后工作距和光阑半径作为变量！
将表1输入至ZEMAX中，得到点列图和MTF曲线如图2和图3所示：
〔本教程使用ZEMAX2025版〕
图2初始数据的点列图
图3初始数据的MTF数据
设定默认优化函数
选择工具栏Editors→MeritFunction→Tools→DefaultMeritFunction，在该选项框中选择RMS,
SpotRadius,Centroid,其它项默认即可，选择OK。为避开焦距变化过大，将其确定为初始值，即设定有效焦距EFFL为6.9〔选择第2波长〕。〔见附件-初始构造〕
优化过程
查看工具栏Analysis→AberrationCoefficients→SeidelDiagram〔或SeidelCoeffients〕，比较直观地观看系统各外表对各种像差的影响，鉴于显微物镜主要校正轴上点球差、色差和正弦差，因此可以选择红颜色的SphericalAberration作为主要观测对象。经观看觉察，第1、3、4、7、8这几个外表对球差影响较大，因此可以尝试这几个半径组合作为变量，每次优化在之前根底上增加两三个半径作为变量，不要一次增加太多变量，否则效果不肯定好。Ctrl+Z是设定变量的快捷方式。
在优化效果不好时，不要盲目连续甚至保存，而要按F3键返回，否则有可能因错误选择优化方向而钻入“死胡同”！最好的方法是，每次有效的优化都另存为一个文件，文件名可依据自己的习惯选择具有“标志性”的名称，这样便利以后回忆自己的设计过程或调用相关优化记录。A〕通过查看SeidelDiagram，首次选择r3，r4，r7半径作为变量，点击“OPT”进展自动优化〔结
果见附件-1优化半径347〕，点列图减小，MTF曲线变化不大，留意MeritFunction抱负值应为0；
连续选择变量r1，r8，r10半径作为变量，自动优化〔结果见附件-2优化半径1810〕；此时，像
距已变为0.05mm左右；
为防止像距过大波动，将其固定为0.1mm，取消像距位臵的“MarginalRayHeight”选项，连续优化〔结果见附件-3