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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) %3M1zZY
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介绍 ZaIlo5
HTA@en[5
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。 G|*^W;(Z
f5.rzrU
X"0n*UTF,
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。 f| P%
<x e=G]v
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。 Yw&{.<sL
@*`9!K%
aY& He~
约洛望远镜示例 A%qlB[!:
xXp$Nm] :
例如，考虑类似Yolo望远镜的： Yx>y(Whu.
[attachment=117183] ZJ lmHlAX
@F%H 1
C]59@z;+bN
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： yqi=9NB
[attachment=117184] 2Z!%Q}D o
E`]lr[
0.7* 2s-
现在，要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统，我们只需要出口瞳孔位置和直径，如上一篇文章所示。此数据是： Z#0hh%E"|y
lv\C(^mGq
" lar ~
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm kq xX!
g). k+
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： X2^`Znq9
XMzL\Edo
[attachment=117185] Hyx%F N=
RR R'azT
8#b>4 Dx
其中，系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径，近轴透镜的焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 #!!Ea'3Iq
A& u" NgJ
j[2?} ?
然后，我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏，但添加了额外的缩放因子： l8rBp87Q
*E lR
YbjeM6#E
SUB get_scale "9mJ$us
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm lW}"6@0,
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case 94Wf ]
! Get the wavelength, in microns >5G2!Ns'
primary = WAVL(PWAV()) lrQ +G@#
! to mm…primary = }H2<w-,+
primary/1000 doM}vh)6
! Scale factor is one wavelength equals this much sag XoI,m8A
! Factor of two because the surface is used in reflection Pt<lHfd
scale = -1 * primary/2 G ,,c,
RETURN mqPV
Eo
an! ceB
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： :{2exu
'fB/6[bd
FOR order = 1, max_order, 1 t<'-?B2g
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files!
O+D"7
PRINT VEC1(z_term)*scale aDr 46TB`J
NEXT order "7Qc:<ww
~b L^&o(W
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： Okd?=*sBx
[attachment=117186] J`F][ A
p%Zx<=f-_
#IH7WaN
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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