成像光学设计学习过程及方法概要

光学设计，是一个理论与实践结合的东西，成像光学设计的目的就是减小各种像差对成像的影响。

但是理论这个方面，极其简单。一个是初级像差理论，也就是各个像差各自的关系、之间的关系、与视场与孔径的关系。一个是一些计算公式，如焦距像高视场的关系、奈奎斯特频率计算公式、定芯系数计算、半球率计算。一个就是与设计经验相关的指标，什么是消色差、什么是半复消色差、什么是复消色差、什么是场镜等等，当然这些东西可以边做边积累。

接下来从小白开始，某一天，你知道的光学设计并下定决心要去学好，那么你可以按一下步骤。

①打开微信，搜索“球差”，去了解什么是球差，然后怎么消除，然后自己去软件里面试一试，是不是确如网上所说，然后搜索“慧差”、"像散"、“场曲”、“畸变”、“色差”....诸如此类。一周后，你知道了像差是一个什么样的东西，并且知道了你应该如何去矫正这些像差，也可以参考前文。链接如下：
https://max.book118.com/html/2017/0102/79201913.shtm

②你了解了这些像差，并且你对光学设计有了一定的兴趣或爱好，你就可以开始看一本书了，此书名为：《光学设计实用技术》，此书通俗易懂，你会慢慢的接触到了比较简单的像差理论，看完你就知道光学设计是一个什么东西了。

③然后你也去学着做做设计，然后你会遇到一些问题，你不知道软件怎么操作，这个时候应该去看：《超级学习手册》，然后慢慢的，你学会了操作，会输入透镜、会设置视场了，但是你不会优化，这个时候你就可以去看本公众号光学设计中的优化思路或三片式和双高斯物镜的搭建和优化这两篇文章，正优化着，你不知道要优化成什么样，你经验不足也不知道目前还存在哪一种急需矫正的像差，你很想去学会如何辨别软件里面的各类评价图，这个时候你可以去下面链接学习：

https://wenku.baidu.com/view/690ddf32763231126edb11f8.html

④现在你大概知道了光学设计是在干什么，于是你就开始思考了，你不想天天跟着书上的东西走了，你想形成自己的一套优化体系，于是你开始想了，评价函数为何要这样设置、要怎么设置，这个时候可以去看此书：《ZEMAX软件在像差设计中的应用》-高志山教授。

⑤到现在，你做双胶合、准直镜、库克镜已经没有问题了，于是你开始做更高难度的东西，你去到处逛社区、泡论坛，与他人交流，看本公众号文章，慢慢的你接触到了具体指标的镜头，有人让你去做一个工业相机，于是你去找了论文，查了专利，然而你还是一无所获，还是不知道该怎么做，于是很多人止步不前了，于是不断地渴望交流和学习，然而没人带你玩。

⑥于是你去看书，看各种书，你渴望从光学原理、数学模型的角度去理解光学设计，做了很多功课，吃了很多苦，以为自己懂了，却又发现能用上的东西极少，于是开始了恶性循环。你开始抱怨没人带，开始抱怨行业大佬过于保守，开始抱怨学习资料过少，开始抱怨为什么学习书籍、培训课程都要收费。于是就在各个群聊里面侃侃而谈，抱怨行业不公，自己都不明白，就开始劝人转行。于是你的光设之路就此停步。

于是你去看书，看各种书，你渴望从光学原理、数学模型的角度去理解光学设计，做了很多功课，吃了很多苦，以为自己懂了，却又发现能用上的东西极少，于是你开始郁闷地自己尝试、撤回、尝试，慢慢地，你好像领悟到了为什么要这样设置变量、知道了光斑半径和波前怎么用、知道了为什么这个结构为什么长这样、为什么少一片就不行。慢慢地，你知道该怎么去设置多重结构了，你在双高斯后面加了两块透镜，加了多重结构，发现，居然勉勉强强把工业相机的指标跑出来了，你很有成就感。（如果在不断地尝试中，你并没有领悟到什么东西，这个时候就需要外力帮助了，比如静水流深光学的《讲义》，入门必看，听说过有人抱怨自己优化出来的结果不一样，其实，光学系统的解有很多，优化这种东西，能教的只有优化思想，把优化思想都告诉你了，已经是全盘托出了。）

⑦你开始思考，工业相机里面，畸变是怎么消掉的，于是你开始对结构产生的疑问，你开始尝试各种结构，慢慢地，虽然还是没有明白结构的奥妙，但是在这不断尝试的过程中，你发现你已经把优化掌握得很熟练了，你慢慢的开始形成了自己的一套优化体系。

⑧在这之间，你同时看了很多书，袁旭沧的《光学设计》、毛文炜的《方法与实例》、或许还拜读了外文书籍《lens design》，从每本书里面或多或少领悟了一些东西，你的目标，也从最开始的如何去优化，变成了如何去挑选比较合适的初始结构。

⑨当你拿到一个较为正确的初始结构，且毫不费力地把它优化出来的时候，你就已经入门了。

一定要去思考！

光学设计入门后，后面的路就很好走了。

来源：瑞雪纷飞光学