设计要求如下：

设计一接收光学天线，满足以下技术要求：

焦距：f'=60mm，D/f=1/1.2，视场角2w=±0.1°，激光波长：λ=0.850μm，激光漂移波长：0.848~0.852μm。

光学特性特点与像差要求

根据设计要求，该天线属于一大相对孔径光学系统，色差与后续光纤的纤芯直径相当，因属于定向发射和接收系统，所以视场角不是很大。因此该天线属于大孔径，小视场光学系统，可以采用望远物镜或照相物镜形式，工作波长为近红外，波长带宽不是很宽，为获得足够透过率，天线片数要少，可以采用无色光学玻璃材料。

像差校正主要集中在轴上点的单色像差和高级像差，色差不大，也加以控制。像质评价可以采用弥散圆和MTF指标。

设计流程：

初始系统确定

r	d	玻璃	有效通光孔径
41.69（光阑）	7.8	ZK10	34
274.312	0.4
24.32	7.4	ZK10	30.2
62.713	7	QK1	29
-155.96	6	ZF6	28
15.488	9.8
32.542	5.5	ZF1	22
-157.4

                初始结构的主要光学特性为：f'=52.87mm，D/f'=1/1.5，视场角2w=30°，物无限远，工作波长可见波段，一般无色普通玻璃透过的光谱范围高达2μm，所以这种构型可以选为该光学天线的初始结构。

但是要做修改如下（1）将工作波段改为中间波长0.85μm，校正色差的波长为：0.848μm和0.852μm，（2）将结构的焦距由f'=52.87mm缩放到60mm。

孔径光阑放在第1光学面上，第8面到像面的距离可以取为近轴像距，确定方法：用鼠标单击第8面

选择边缘光线高度。

zemax设计与优化

系统建模

在系统孔径中选择“入瞳直径”输入34

视场中设置两个视场（0,0.05）选择角度。

加入三个波长0.85 0.848 0.852，0.85为主波长，如下图：

在镜头数据编辑器中查找初始结构，如下图：

焦距缩放60mm，孔径改为50mm。

优化前初始结构

这样系统焦距为60，D/f'=1/1.2,总长等于69.2155。

系统弥散斑较大

系统优化

F6打开评价函数编辑器，设置默认优化函数

点击确定后，系统自动生成一系列控制像差的操作数。

增加EFFL操作数控制系统焦距为60mm，权重为1.

增加OPLT操作数，控制系统焦距小于62mm，权重为1.

增加OPGT操作数，控制系统焦距大于58mm，权重为1.

如下图：

返回镜头数据编辑器，将8个球面的曲率设置为变量

选正交下降法优化

优化后的点列图如下图

查看优化后的MTF，如下图

MTF在空间评率为50pl/mm处，MTF达到0.7，基本符合设计要求。

小结：

OPGT：控制某个操作数的值大于此操作数目标值；

OPLT：控制某个操作数的值小于此操作数目标值；

正交下降法可以让系统的整体结构不发生很大变化的优化（个人理解）。