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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) Qmrcng}P 1;h>^NOq 介绍 s-*XAnot gSC@uf 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。 %wO~\:F8 N P"z -nW{$&5AF Zernike数据表示光学系统在特定场和波长下的性能测量。因为关于玻璃、曲率半径、非球面系数等的信息。不是 Zernike 数据的一部分,无法将 Zernike 数据缩放到不同的场或波长。 ;9~z_orNQZ #O~Y[''C5X 如果您使用的是全反射设计,则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差,因为全反射系统不会遭受色差。 _FV.}%W<u ^Iz.O 1Nz\3]- 约洛望远镜示例 G`n-WP X:Zqgf 例如,考虑类似Yolo望远镜的: )sQbDA|p [attachment=117183] FR <wp x\=h^r#w |LQmdgVr$ 这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: rEViw?^KT [attachment=117184] fVkl-<?x pxN'E;P- &qr7yyY 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: eD}Ga4 vD(;VeW[ b&ADj8cKC 出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm C{Fo^-3 4e:hKv,+4 仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: }"T:z{n L+u_153 [attachment=117185] pSAXp#g ZGrV? @o,6 =}L[/ RL 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。 cr!I"kTgD C$5v:Fk X[|>r@Aa! 然后,我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏,但添加了额外的缩放因子: 5t PmrWZ FUH1Z+9 ILQg@Jl SUB get_scale e#AB0-f ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm H1w;Wb1se ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case %!q(zql ! Get the wavelength, in microns b"gYNGgX primary = WAVL(PWAV()) X2{3I\'Ft ! to mm…primary = [;2v[&Po primary/1000 kN_LD- ! Scale factor is one wavelength equals this much sag '
Sl9xd ! Factor of two because the surface is used in reflection G0^PnE0- scale = -1 * primary/2 u]}Xq{ZN RETURN 6`yq4!&v &@RU}DnvM& 然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: R38
w!6{ 0+L5k!1D FOR order = 1, max_order, 1 Ro1l:P)C` z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! M,9WF)p)V PRINT VEC1(z_term)*scale DQ~@=%?ni NEXT order `wq\K8v IuTTMAt 然后使用导入工具将 Zernike 数据导入到 Zernike 标准凹陷表面,可以看到相同的波前误差和其他光线追踪结果: )j$Bo{ [attachment=117186] .OjJK? T^79p$ mr;WxxO5 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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