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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) ]VwAHT&je  
1'aS2vB9  
介绍 jb7=1OPD_  
JYSw!!eC  
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。 bzJKoxU  
n|,Es!8:o  
UD9h5PgT  
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。 dtF6IdAf  
yLDHJ}R  
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。
RLKO0 #  
ise@,[!  
8U;!1!+ 7)  
约洛望远镜示例 W/\7m\ B  
*kKGsy  
例如,考虑类似Yolo望远镜的: M2s   
[attachment=117183] BbU&e z8P  
U!e4_JBR'  
2X*epU_1h  
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: CC)9Ks\  
[attachment=117184] wz, \zh  
BKD Wd]KEf  
\6lXsu;I.X  
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: vaQ,l6z .h  
{>+$u"*  
]-}a{z  
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm Fj]S8wI  
RF;N]A?*  
仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: JHQ8o5bEQp  
IK W!P1  
[attachment=117185] TWs|lhC7!  
*,R e&N8  
/C(L(X  
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。 fk"{G>&8  
w(G(Q>GI  
N!m%~},s//  
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: z N t7DK  
}`MO}Pz  
G` 8j ^H,  
SUB get_scale t]` 2f3UO  
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm fg1y@Dj/&  
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case )F~_KD)7jJ  
! Get the wavelength, in microns Y{O&- 5H^|  
primary = WAVL(PWAV()) 1z`,*eD7  
! to mm…primary = $bo^UYZ6  
primary/1000 gO/(/e>P  
! Scale factor is one wavelength equals this much sag $?s^HKF~  
! Factor of two because the surface is used in reflection [qXpi'q[  
scale = -1 * primary/2 ?UxY4m%R;  
RETURN T9$U./69-L  
9F-k:hD |  
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: h49Q2`  
$e_ps~{7$  
FOR order = 1, max_order, 1 5{5ABV  
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! Yn#8uaU  
PRINT VEC1(z_term)*scale zm"\D vN)  
NEXT order XMdc n,  
|u+&xX7  
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: OMZT\$9yT  
[attachment=117186] w\mF2h  
J)G3Kq5>:b  
N\fT6#5B  
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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