| ueotek |
2023-04-07 12:23 |
Ansys Zemax | 如何使用Zernike凹陷表面对全反射系统进行建模
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) P87qUC
tNCKL. yU
介绍 Ib$?[
%:[Y/K-
这是“如何使用Zernike系数对黑盒光学系统进行建模” 的姊妹篇。两篇文章可一起阅读。 NGb\e5 ?
>HQ<KFA
D i #E m[
Zernike数据表示光学系统在特定场和波长下的性能测量。因为关于玻璃、曲率半径、非球面系数等的信息。不是 Zernike 数据的一部分，无法将 Zernike 数据缩放到不同的场或波长。 xr-v"-
z@J;sz
如果您使用的是全反射设计，则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差，因为全反射系统不会遭受色差。 ,?s: s&4
)L:p.E
pc<A
,?
约洛望远镜示例 @0q* 50
pJ]i)$M
例如，考虑类似Yolo望远镜的： h-[FUPfuw
[attachment=117183] = %oKYQ
G G[$-
X.!|#F Wb+
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： -AU!c^-o
[attachment=117184] JZB@K6 ~dO
GFtE0IQ
P[C03a!lXg
现在，要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统，我们只需要出口瞳孔位置和直径，如上一篇文章所示。此数据是： QOY M/1U
x$aFJ CL
*1
l"|=_&s
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm 2u'h,on?
p*]nCUs}n
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： $WK~|+"{>
NKb,>TO
[attachment=117185] dz Z 75
rui]_Fn]I
~b.e9FhdA
其中，系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径，近轴透镜的焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 | WMq&-$D
"+:IA|1wD
T)PH8 "
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： Fr ryZe=
_m|Tr*i8
U49
`!~b7
SUB get_scale 5 MD=o7O^
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm z g Dc=
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case A VbGJ+
! Get the wavelength, in microns |cUBS)[)X
primary = WAVL(PWAV()) )YP 9
! to mm…primary = +=A53V[C
primary/1000 7cJh^M
! Scale factor is one wavelength equals this much sag 9n[ovX 7n!
! Factor of two because the surface is used in reflection E<XrX xS1O
scale = -1 * primary/2 /xcl0oe(
RETURN $q~:% pQv
:=K <2
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： 11 >K\"K}
h\i>4^]X.
FOR order = 1, max_order, 1 Zl+Ba
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! s5'So@L8
PRINT VEC1(z_term)*scale Fxr$j\bm
NEXT order #$[}JiuL/
N^{+1u7
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： V,CVMbn/%N
[attachment=117186] kX^Y{73
E|fQbkfw
9xm' 0 '
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。
|
|