光学系统设计是指根据使用条件，决定满足使用要求的各种数据，决定光学系统的性能参数、外形尺寸、各光学组的结构等。 因此，光学设计过程可以分为外形尺寸计算、初始结构计算、像差校正与平衡、以及图像质量评价4个阶段，那么下面一起了解下光学系统设计过程介绍吧!

　　一、光学系统设计外形尺寸计算

　　在这个阶段，设计制作光学系统的原理图，以满足给定的技术要求，例如倍率和焦距、线视野和视场角、数值孔径和相对数值孔径、共轭距离、后工作距离光圈位置和外形尺寸等，并确定基本的光学特性。因此，这个阶段经常被称为外形尺寸计算。一般根据理想光学系统的理论和计算公式进行外形尺寸的计算。计算时要考虑机械结构和电气系统，防止机构结构上无法实现。每个项目性能的决定要合理，过度的要求会使设计结果变得复杂而浪费，过度的要求设计不符合要求，所以这个步骤要慎重行动。

　　二、光学系统设计初始结构的计算与选择、初始结构的确定常用以下两种方法：

　　1、基于一阶像差理论求初始结构的方法是根据外形尺寸计算得到的基本特性，用一阶像差理论求满足成像质量要求的初始结构。

　　2、从现有资料中选择初始结构

　　这是一种比较实用、容易成功的方法。 因此被很多光学设计者广泛采用。 但是，要求设计者对光学理论有深刻的理解和丰富的设计经验，这样才能从各种各样的结构中选择简单且符合要求的初始结构。 初始结构的选择是镜片设计的基础，选型是否合适关系到今后的设计是否成功。 糟糕的初始结构，再好的自动设计程序和有经验的设计者也无法使设计成功。

　　三、光学系统设计像差校正和平衡

　　选择初始结构后，在计算机上用光学计算程序进行光路计算，计算所有像差和各种像差曲线。 根据像差数据的分析，主要可以找出什么样的像差影响光学系统的成像质量，从而找出改进的措施，开始像差修正。 像差分析和平衡是重复进行直到满足图像质量要求的过程。

　　四、光学系统设计图像质量评价

　　光学系统设计的成像质量与像差的大小有关，光学设计的目的是校正光学系统的像差。 但是，任何光学系统都不需要将所有像差校正为零，必然存在残留像差，成像质量因残留像差的大小而异。因此，光学设计者要知道各光学系统的残留像差的允许值和像差公差，并根据残留像差的大小来判断光学系统的成像质量。 有很多评价光学系统成像质量的方法，下面简单介绍画质评价的方法。

　　1、瑞利判断

　　实际波前与理想波前间的较大波前像差为1/4波长以下。 这是一种比较严格的图像质量评价方法，适用于望远镜、微物镜等小像差系统。

　　2、分辨率

　　分辨率反映了光学系统分辨物体细节的能力。 当一点衍射图的中间与另一点衍射图的一暗环重叠时，正好这两点是可以分开的边界。

　　3、点阵图

　　从一点发出的许多光通过光学系统后，由于像差，与像面的交点不集中在同一点上，形成分布在一定范围内的分散图形，称为点列图。 通常，30%以上的点或光集中的圆形区域是实际有效的分散斑，其直径的倒数是系统能够识别的条数。 那个一般被用于评价大象不好的系统。

　　以上介绍的就是光学系统设计过程介绍，如需了解更多，可随时联系我们!