- 主题:[求助]关于光学镜头设计
请问用很大的镜头的目的是什么？20cm指的是需要的透镜的直径？是需要很大的NA吗。你这样直接叠加俩凸透镜就想成像会不会太草率了，不担心各种像差吗
如果是像提高收光效率而用大镜头，我直观觉得会很得不偿失，那么大的收光角，你算算一阶像差都多大了
【 在 yilongzhen 的大作中提到: 】
: 实验室在筹划一个实验，其中需要用到cmos相机拍照，实验的特殊性，光比较弱，需要近距离成像，且想定做比较大的镜头（比如20多厘米），身边没有光学专业的人，根据有限的知识，这么想的：
: 物平面在焦点甚至可能更近些，一个凸透镜成虚像，无法汇聚到cmos相机上，再加一个两次汇聚是不是应该就可以成像到coms相机上了？
: 其中物高30cm，相机灵敏区1cm。物像比大概30：1，用第2个透镜正好等效把物距变远，在2f以外，满足30:1。
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FROM 98.47.192.*
专门定制那么大一个双非透镜，即使有人能帮你们加工，恐怕价格你也承受不起。
还是考虑考虑相机吧，从镜头入手效率太低了。deep cool的ccd能把动态范围提高很多
【 在 yilongzhen 的大作中提到: 】
: 主要就是想多收集光，因为物是个30cm*30cm的平面， 一次成像只考虑一个点....。
: 实验场景： 某个随机点短时间发射微弱的光（注意位置随机，不能像观星那样累积），然后想知道哪个点发光了....。
: 因为光弱（~100个光子，假设收集立体角10%，透镜损失30%，量子效率80%，那么相机接受到只有5,6个光子了...），所以收集光是第一位的，我们这里和一般照相不同，只要物和像有一一对应关系就可以，比如，像畸变，场曲这种相差可以接受，可以事先刻度出来，通过像可以找到发光的点（场曲像汇聚点虽然并不在相机成像平面，对于物一个点而言，在相机ccd平面上会形成一个特定形状的圈，通过相机感应圈形状可以和物一一对应起来）。而球差，慧差，我百度了解光都汇聚不到一点，太大的话没法接受！直觉上无法一一对应！
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FROM 98.47.192.*
看来是我少见多怪了，有单光子相机这种东西，什么动态范围都low爆了
我理解是，这一两个光子可能随机方向射出？如果是这样可能是需要超大的收光孔径
至于20cm的双非透镜要多少钱，对我来说就好比老农想象皇帝的早餐，确实没用过这么高端的东西了，我猜6位数以上是肯定的，至于几位数不好说。不过连单光子都能检测的相机都有了，配个十分nb的镜头也是应该的。
可以先用zemax模拟一下，或者找人帮你设计一个镜头组可能更靠谱一些。
【 在 yilongzhen 的大作中提到: 】
: 和动态范围没大关系，我已经有单光子相机，只要有1,2个光子到达，就可以探测到。我这难点就是怎么用透镜收集光到相机，是探测之前的事。
: 定制一个20cm多的双非透镜大概花费多少？
: 看看我能不能接受，如果能的话，看来只有做完回来自己试验才知道行不行，毕竟和普通成像要求不太一样！
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FROM 98.47.192.*
Zemax好学 镜头设计不好学 你这个项目太难了 不管用什么办法去搞 成本低不了的
【 在 yilongzhen 的大作中提到: 】
: 是到达相机有1,2个就可以，不是发射光源点1,2个。发射光源点估算有100个左右，方向随机，所以就想做一个10%的立体角的镜头，再经过镜头损失，量子效率等，最终有3,4个光子响应转变成光电子（噪声<1个电子），就可以达到测量的目的。
: 粗略的也知道镜头不便宜，不能乱实验，想事先多做做功课，zemax好学不，如果不难，我自己学一学。
: 多谢你的回复了！
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FROM 172.58.39.*
但是CCD没那么大的动态范围吧，一个光子，甚至一百个光子的信号肯定淹没到噪声里了。估计液氮冷却都不够
平时成像用的CCD都是上亿光子的。而且这个项目难点还在光子数目太少，增大像素面积也不会提高信号。感觉就是个不可能的任务。
除非是国之重器 或者关系人类未来 否则还是放弃吧
【 在 dormouseBHU 的大作中提到: 】
: 他这个需求我给他提过一个靠谱的方案。就是彻底放弃镜头，把CCD 直接怼上去。贴的够近就能成像。这种成像方式在医学检测上已经在用着了。国内有个产品叫 e-blot 就是这么搞的。原来化学发光成像都是用 NA 值大的镜头，NA 最大也就做到 0.8 左右。他们直接搞成了接触式成像，效率提高了很多。
: 这种超大靶面的相机虽然比较贵，但是和定制一个镜头来比，还是便宜的。我手里就有一块 200*200mm 左右面积的 CMOS sensor，价格没那么离谱。
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FROM 172.58.39.*
我是说用其他CCD直接贴样品的方法应该是不行的
话说你们哪里搞来的这么nb的设备 能探测单一光子的相机
【 在 yilongzhen 的大作中提到: 】
: 我们现有设备，噪声~0.3个电子，不到一个。所以才能实现单光子探测。
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FROM 107.77.212.*
-35度，什么CMOS能做单光子探测？你是不是有什么地方搞错了，是哪家产的CMOS有这么高的效率
我们做过-70度的，市面上量产的任何CMOS根本不可能有这效率。
还是你把单光子和单电子搞错了
【 在 yilongzhen 的大作中提到: 】
: 技术也在进步，不用这么麻烦，
: 我们现有设备在常温下，用电制冷到-35到-20度，只提供给cmos芯片区域，噪声~0.3个电子，不到一个，不是过去的几十，上百个噪声电子了...。可以单个光子接收，转变成一个光电子探测了。
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FROM 107.77.212.*
怕是你对量子效率有什么误解吧，分子分母都是光子和电子的流速，并不是个数。噪声低就是指的动态范围大。
都是最基本的光学成像领域的定义。这些不搞明白怎么设计实验啊。原来就是个普通的cooling sensor，一直以为是个黑科技呢。最近没少搜文献，就是没找到你说的这么nb的相机。干脆别想了，cmos干不了这件事，条件上不可能的，拿哈勃望远镜的光学系统都没用的。
还纳闷，这个实验目标能实现至少是nature science的成果，怎么会跑到水木来讨论呢。
【 在 yilongzhen 的大作中提到: 】
: 呵呵，主要读出噪声低，
: 如果细究，最大量子效率处约90%，十次单光子入射，有1次没响应...。确实不是完全单光子探测
: 但是90%的几率单光子能转成电子做为信号读出，可以说单光子探测了。重点噪声低下来了，0.006电子/pixel/s。
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FROM 98.51.85.*
Hamamatsu的sensor，我怀疑不是有很多人比我更熟悉。如果你说让我搜的东西是Hamamatsu的，真的不用看说明书
【 在 yilongzhen 的大作中提到: 】
: 呵呵，主要读出噪声低，
: 如果细究，最大量子效率处约90%，十次单光子入射，有1次没响应...。确实不是完全单光子探测
: 但是90%的几率单光子能转成电子做为信号读出，可以说单光子探测了。重点噪声低下来了，0.006电子/pixel/s。
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FROM 98.51.85.*