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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) zflfV!vAg  
-KhNsUQk  
介绍 K'%2'd  
H?*EQK`7?0  
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。  QMLz  
W@`2+}  
"3.v(GVr  
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。 3}(6z"r  
3)88B"E  
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。
gI "ZhYI  
/2l&D~d"  
-0r 0M )  
约洛望远镜示例 $s+/OgG4H  
CuC1s>  
例如,考虑类似Yolo望远镜的: `-fWNHs  
[attachment=117183] DXBc 7J  
S "'0l S   
qmqWMLfC  
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: O2;FaASF  
[attachment=117184] $9+|_[ ]v.  
3 9to5 s,  
*;t\!XDgp  
现在,要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统,我们只需要出口瞳孔位置和直径,如上一篇文章所示。此数据是: 94VtGg=b}  
hb#Nm6  
[p3{d\=*?  
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm v e($l"T  
vZ,DJ//U,  
仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: 7]W6\Z  
7OAM  
[attachment=117185] [ )3rc}:1  
n2} (Pt.  
N8x[8Rp  
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。 -]el_:H  
kvcDa+#  
K&ZN!VN/p  
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: j5m KJC  
?M!Mb-C[  
^POHQQ  
SUB get_scale GsIVx!  
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm #1*#3p9UL  
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case =mR~\R( I  
! Get the wavelength, in microns 3LGX ^J<f  
primary = WAVL(PWAV()) Drm#z05i[g  
! to mm…primary = ezimQ  
primary/1000 (P!r^87  
! Scale factor is one wavelength equals this much sag Vu.VH([b]Q  
! Factor of two because the surface is used in reflection O6*2oUKqK  
scale = -1 * primary/2 M[  {O%!  
RETURN a+'k#m  
(#kKL??W  
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: SR%k|YT  
r{ >Q{$Q  
FOR order = 1, max_order, 1 YRg"{[+#]k  
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! yY[9\!  
PRINT VEC1(z_term)*scale {p\ll  
NEXT order )<Fq}Q86  
%xt;&HE  
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: "C0?s7Y  
[attachment=117186] /!Ay12lKE}  
5{/uHscwLa  
Q":,oZ2  
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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