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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) 9@a;1Wr/f J7] 60H#P 介绍 N~KRwsDH ; SM^ 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。 hd
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bHT@]`@@ 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。 xa*gQ%+F ti2_kYq 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。 pNWp3+a' >^ar$T;Ys nY0UnlB` 约洛望远镜示例 "{xv|C<*n #E@i @'T 例如,考虑类似Yolo望远镜的: h4i$z-! [attachment=117183] nEEGO~e V-r<v1}M vaZZzv{H 这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: YU,:3{9, [attachment=117184] fb;"J+ 'U0I.x( ,#O8:s 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: E\N=p&g$ EZfa0jJD 'vIkA= 出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm 0l@+xS; i)3\jO0&GU 仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: sZDJ+ PCfs6.*5Mf [attachment=117185] "uC*B4` :J-5Q]# y]%,Y=%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。 %"^XxVJ* {3Wc<&D
C1 #L$ I%L" 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: AwrK82 9X` QlJ2| hyoZh Y SUB get_scale BF!zfX?n ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm =1[g`b ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case ,quTMtk~ ! Get the wavelength, in microns !17Z\Ltqyj primary = WAVL(PWAV()) R
|% ! to mm…primary = {jf~?/< primary/1000 74(J7 ! Scale factor is one wavelength equals this much sag VAt9JE;# ! Factor of two because the surface is used in reflection -"H4brj;G scale = -1 * primary/2 /D+$|kmW] RETURN V~Lq,oth ~ }22 Dvo 然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: :/qO*&i,N %MNV 5UA[w FOR order = 1, max_order, 1 nWu4HFi z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! \TlUC<urP PRINT VEC1(z_term)*scale gVkI=J NEXT order vDvGT<d 1?\ Y,+ 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: p]eD@3Wz [attachment=117186] ;~1JbP 3wl>a#f v{Vesf 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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