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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) ,v(ikPzd  
,uS}wJAX  
介绍 5+*CBG}  
.c_qMTm"  
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。 MNKY J  
v t}A6mF  
<GoZ>  
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。 YHo*IX')C?  
'6Yx03t  
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。
4% 2MY\  
o>\epQt~/p  
<7J\8JR&=  
约洛望远镜示例 EBplr ,  
x]|-2t  
例如,考虑类似Yolo望远镜的: h=ko_/<  
[attachment=117183] 9 H~OC8R:  
fb|lWEw5h.  
P64< O 5l/  
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: o1u?H4z  
[attachment=117184] &+8cI^ kp  
DX8pd5 U  
);ZxKGjc4  
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: 6ieP` bct  
,+E"s3NW  
!o8(9F  
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm >66v+  
]llvG \  
仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: hSSFmEpr  
|(rTz!!-  
[attachment=117185] Lz}mz-N  
7cZ(gdQ/  
 8=j_~&*  
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。 $jv/00:&  
.V|o-~c  
nSh}1Arp/  
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: B}Sl1)E  
O\)rp!i  
?-9It|R  
SUB get_scale SFa~j)9'n  
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm C(5B/W6  
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case w:o,mzuXK  
! Get the wavelength, in microns x<[W9Z'~?9  
primary = WAVL(PWAV()) x)^t5"F  
! to mm…primary = BFMINq>  
primary/1000 +`Ypc  
! Scale factor is one wavelength equals this much sag MbjMO"}  
! Factor of two because the surface is used in reflection 5<L+T  
scale = -1 * primary/2 `'M}.q,k~  
RETURN d@_|  
$${9 %qPzb  
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: 8yn}|Y9Fu  
jsnk*>j  
FOR order = 1, max_order, 1 8K0@*0  
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! 0|@* `-:VO  
PRINT VEC1(z_term)*scale YCEdt>5PA  
NEXT order KcNh3CR  
UqaV9  
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: @b"J FB|  
[attachment=117186] q~*>  
Dg2=;)"L  
#&ZwQw  
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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