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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) ()Tl\ ?.A~O-w 介绍 SC Qr/Q F rKI=8 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。 *VP-fyJp xJ&E2Bf 4lVvs(W? 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。 Bv=
'<$!?=" 如果您使用的是全反射设计,则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差,因为全反射系统不会遭受色差。 J*!_kg)>J &d%0[Ui` ,$H[DX 约洛望远镜示例 ryC7O'j_P 88]4GVi 例如,考虑类似Yolo望远镜的: vzXfJP [attachment=117183] ?Q?=I,2bP 3QD+&9{D 6bE~m<B\` 这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: gpvzOW/ [attachment=117184] =ws iC' 6_&uYA<8pE E"/r*C+T 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: ;2&ym)` d~|/LR5 X2[d15!9 出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm @5=2+ M [ Q@rW5,- 仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: +46m~" ] 4#MPD [attachment=117185] )<~v~|re *WQl#JAr gP13n!7 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。 qr<+@Q a,/wqX 2[V9`r8* 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: "0V8i%a ~d9@m#_T#~ LQo>wl SUB get_scale 9w:F_gr ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm \F; S ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case eoGGWW@[ ! Get the wavelength, in microns ,zP.ch0K primary = WAVL(PWAV()) ~%D=\iE ! to mm…primary = S 9;:) primary/1000 `pJWZ:3 ! Scale factor is one wavelength equals this much sag #;lB5) oe ! Factor of two because the surface is used in reflection G@(ukt`0} scale = -1 * primary/2
L7rEMq RETURN . 1q4Q\B< `,7;2ZG~O 然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: ;;]^d_ aGx[?}= FOR order = 1, max_order, 1 z]V%&f z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! ]nQC PRINT VEC1(z_term)*scale a*N<gId NEXT order wRCv?D`vV ,UA-Pq3} 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: ?AlTQL~c [attachment=117186] [$]Kp9YD qJZ:\u8oO ixjhZk i< 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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