使用多重结构操作数控制单一结构系统中的参数

概述

这篇文章向您展示了如何使用多重结构编辑器来优化系统、调整公差以及对那些不能从其它编辑器中获取的数值设置跟随求解。本文使用的示例文件请从以下链接下载：

https://customers.zemax.com/support/knowledgebase/Knowledgebase-Attachments/Using-Multi-Configuration-Operands-to-Control-Para/Operands.aspx

介绍

当光学系统需要在不同状态或结构下进行建模时，OpticStudio中的多重结构 (Multiple Configuration, MC) 功能可用来支持这类系统的建模需求。它使得用户可以模拟例如变焦镜头、扫描镜或热变化（多温度）的光学系统。多重结构编辑器 (Multiple Configuration Editor, MCE) 用来定义不同结构下数值不同的系统参数。在变焦镜头中，镜头组之间的间距会发生变化。在热变化系统中，系统或元件所处的温度会改变。

在非多重结构的系统中，多重结构编辑器也有很多用处，它能够极大地拓展可以设为变量的参数的范围，从而用来优化系统。也可以设定公差来做扰动分析，或者利用求解功能与其它参数关联起来。本文将通过示例分别展示如何在这三种情况下的使用多重结构。

设置变量

优化是指系统性地改变一系列变量，使得系统的某个性能达到预期目标的过程。任何在镜头数据编辑器或者非序列元件编辑器中定义的数值都可以设为变量。但是还有许多系统和表面的参数不能直接在这些编辑器中定义，而是在其他的对话框中进行，这使得它们不能被直接设定成变量。例如系统的切趾因子 (Apodization factor)、系统波长 (System wavelength) 和表面孔径 (Surface Aperture) 都属于这样的参数。

实际上除了在上述编辑器中定义的参数以外，任何能够在多重结构编辑器中定义的参数也都可以被设为变量。因此，即使您想要模拟的不是一个多重结构的系统，您也可以利用多重结构编辑器，把原本不可设为变量的参数设为变量。在OpticStudio的用户手册中的“多重结构”一章中包含了完整的多重结构操作数列表。其中，一些多重结构操作数控制的参数已经包含在编辑器中（例如操作数NPOS用来控制非序列物体的位置），另一些多重结构操作数则可以控制着本就无法设为变量的设置（例如操作数AFOC用来控制无焦像空间），但更多的多重结构操作数控制着那些原来不能进行优化的参数。请看如下示例。

打开示例文件中的Conic Interconnect.ZAR文件。该系统已经经过优化，实现了对数值孔径NA0.15入射的高斯光束有最大的耦合效率。目前的切趾因子是1，这意味着入瞳边缘处的光强为峰值处的1/e²。