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概述 (f*0Wp; `Ko6;s# 这篇文章介绍了: psHW(Z8G · 如何在序列模式下使用多重结构创建分光棱镜 J^R# · 如何在布局图以及分析/计算窗口中同时追迹透射和反射光线 f(o1J|U{
· 在考虑偏振及镀膜的影响下如何计算透射和反射光线的总能量 /v,H%8S (联系我们获取文章附件) DWQ@]\ $Jt+>.44 介绍 j\Z/R1RcW `V1D&}H+G 在 OpticStudio 中,分光棱镜可以在序列或非序列追迹模式下模拟。 U[Pll~m2b |rDv!m 在非序列中,光线可以在折射表面上分裂为折射和反射光线。这也是非序列模式最主要的优势:光线可以在物体表面处分裂为反射和透射的部分。 Jt3]'Nr04@ [aK7v{Wu 而在序列模式中,光线只能在折射表面处发生折射,并在镜面上发生反射;OpticStudio 的多重结构功能可以用来在序列模式下同时模拟折射和反射光线。在本文中,我们将在序列模式中建立如下图所示的分光棱镜系统: )+nY-DB( 7Q(5Nlfcz (KF=v31_m Uu9*nH_ 系统中包含一个与偏振无关的50/50分光棱镜。该棱镜由 N-BK7 玻璃组成,并且表面镀有 MgF2 抗反射膜层。其中,中间的50/50分光膜层为理想膜层,并且与偏振、入射角和波长无关。在上图中显示的绿色光线为反射光线,在入射到上面的像面前首先经过下面的反射镜反射。我们将计算两个像面上,考虑M-BK7玻璃的体吸收、表面膜层的菲涅尔损耗以及理想的50/50分光膜层的正确透射光强。 Y^Olcz
b :,S 在开始本文的案例前,您需要了解如何在 OpticStudio 中设置系统和表面属性。您可以参考以下两篇文章。 h* to%N Ansys Zemax | 如何设计单透镜 第一部分:设置 QlHxdRK`. Ansys Zemax | 如何倾斜和偏心序列光学元件 ?1z." & xgi/,Nk ' 需要注意的是,OpticStudio 可以详细的模拟表面膜层,如金属膜层或多层电介质膜层等。在本例中,我们将主要展示棱镜几何体的建立,因此只会在模型中使用简单的膜层。 N!fTt, Wy2 pa
#Q 定义系统和分光表面 Y!8Ik(/~i $RYsqX\v 首先进行如下系统设置: Xy>+r[$D: · 系统单位设为mm(系统选项 (System Explorer) – 单位 (Unit)) Fj`6v"h · 波长设为550nm(系统选项 (System Explorer) – 波长 (Wavelength)) <L1;aNN · 设置单一视场:X=0, Y=0(系统选项 (System Explorer) – 视场 (Fields)) V_&>0P{q · 设置系统孔径类型为入瞳直径 (Entrance Pupil Diameter),并设置孔径值为15mm(系统选项 (System Explorer) – 孔径 (Aperture)) `nxm<~-\ KKz{a{ePY% 在镜头数据编辑器中输入如下这些表面: jo.Sg:7& O+Zt*jN; 1%?J l~M J 1?)z+t9~ 在镜头数据编辑器的上方工具栏中,点击旋转/偏心元件 (Tilt/Decenter Elements)工具,并将表面3旋转-45度: Ighd,G- se)vi;J7 K 2\Vzfca c teUKK.|) eAkj pc 打开3D视图 (3D Layout) 工具,并只在Y方向显示5条光线,如下图所示: dJZMzn Wn(pz)+Y iY /N%T; MVGznf? 设置矩形孔径 VFZ_Vw Qz+hS\yx 序列模式下的系统孔径为圆形孔径,并且所有表面的默认孔径也是圆形孔径。如果想设置分光棱镜的几何体结构,需要在表面2和6上设置一个10mm x 10mm的矩形孔径,并在表面4上设置一个10mm x {10 x root(2)}mm的矩形孔径。 !18M!8Xea <mm.b 在表面2和6的表面属性中的孔径选项卡中设置如下孔径: c&1:H1# 3J2j5N:g ]vJ]
i<|b z*cC2+R}= 在表面4的表面属性中的孔径选项卡中进行如下设置: =kp-[7
hcvWf\4'#q N{}XHA `g2DN#q[0 更新3D视图,您可以看到如下系统结构: \;z*j|;B B cMgfa/ uY,(3x A8?uCkG 如果想要在布局图中移除渐晕的边缘光线,您需要勾选3D视图的设置参数中的“删除渐晕 (Delete Vignetted)”选项: >Cb[ D0(%{S^ ,;aELhMZ L#Mul&r3x0 更新3D视图可以看到如下结果: U*.Wx0QM E,]G Ek t;7 tuq
jt?937{ 设置分光膜层 s3+^q >a@c5 在表面4上设置理想的50/50分光膜层“I.50”,在表面2和6上设置抗反射膜层“AR”。其中,I.50膜层是理想的50%透射的膜层,AR膜层是四分之波长厚度的MgF2抗反射膜层。 LV4]YC 6!|-,t>< b< |