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    [分享]Ansys Zemax | 如何使用Zernike凹陷表面对全反射系统进行建模 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-04-07
    本文介绍如何使用Zernike标准下垂表面对全反射系统进行建模。全反射系统是一种特殊情况,其中Zernike凹陷表面可用于模拟给定场点的所有波长下的性能。使用Zernike凹陷表面代替Zernike相位,因为衍射功率与波长变化时的反射功率不同。一个相位波是任何波长的一个波,但0.5微米处的一个下垂波在1.0微米处只有半个波。(联系我们获取文章附件) vKt_z@{{L  
    vKC>t95  
    介绍 6p@ts`#  
    88K*d8m  
    这是“如何使用Zernike系数对黑盒光学系统进行建模” 的姊妹篇。两篇文章可一起阅读。 <b\urtoJ  
    3{l"E(qqZ  
    4Uiqi{}  
    Zernike数据表示光学系统在特定场和波长下的性能测量。因为关于玻璃、曲率半径、非球面系数等的信息。不是 Zernike 数据的一部分,无法将 Zernike 数据缩放到不同的场或波长。 'n no)kQ"  
    ^:j$p,0e*S  
    如果您使用的是全反射设计,则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差,因为全反射系统不会遭受色差。
    /b|sv$BN  
    |3L MVN  
    ]*|K8&jxl  
    约洛望远镜示例 c>SeOnf  
    4Rn i7qH  
    例如,考虑类似Yolo望远镜的: K0\WN"ua;  
    1 W u  
    ;k8}D*?8  
    #O WSy'Qnt  
    这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: [oj"Tn(  
    ?q P }=nJ  
    E'G>'cW;x  
    YUE[eD/  
    现在,要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统,我们只需要出口瞳孔位置和直径,如上一篇文章所示。此数据是: _+En%p.m  
    ?MH4<7?"  
    wO#+8js  
    出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm [XXN0+ /  
    y6/X!+3+  
    仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: K5SO($  
    [P/gM3*'  
    g8Z14'Ke  
    (=j!P*  
    p2G8 Qls  
    其中,系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径,近轴透镜焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 >gl.(b25C  
    L ~w=O!  
    SOmn2 }   
    然后,我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏,但添加了额外的缩放因子: tOw 0(-:iq  
     B]7jg9/  
    5WT\0]RUa  
    SUB get_scale 2#3R]zIO  
    ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm :!$z1u8R  
    ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case cy4'q ?r  
    ! Get the wavelength, in microns 9f,:j  
    primary = WAVL(PWAV()) __j8jEV  
    ! to mm…primary = i1\2lh$  
    primary/1000 B! V{.p  
    ! Scale factor is one wavelength equals this much sag \]xYV}(FO  
    ! Factor of two because the surface is used in reflection F/sBr7I  
    scale = -1 * primary/2 / JB4#i7  
    RETURN Tm52=+uf$  
    SWpUVZyd  
    然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: OU@x1G{Cy  
    P-[K*/bPw  
    FOR order = 1, max_order, 1 e6lOmgHn5  
    z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! zF&UdS3  
    PRINT VEC1(z_term)*scale *GP_ut%  
    NEXT order RFY!o<   
    YS~t d+*  
    然后使用导入工具将 Zernike 数据导入到 Zernike 标准凹陷表面,可以看到相同的波前误差和其他光线追踪结果: OPW"AB J  
    `aL|qyrq#  
    |+-i'N9  
    D 'cY7P  
    原始文件和 Zernike 等效文件都在附件中。如果添加更多波长,您将看到两个文件在任何波长下都给出相同的结果。然而,详细的透射和其他偏振数据将不等效,因为Zernike文件对原始文件中使用的涂层一无所知,并且仍然没有办法预测望远镜的行为将如何随场变化:仍然需要一组每个场的Zernike系数。
     
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