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  • 如何使用模型玻璃?

    作者:Zemax China 来源:投稿 时间:2020-04-15 19:44 阅读:6810 [投稿]
    本文说明了在 OpticStudio 中使用模型玻璃的方式和条件。本文还介绍了模型玻璃背后的数学原理并演示了模型玻璃的准确性。

    波长 1 到 3 在可见光谱范围内。如您所见,模型玻璃与实际的 N-BK7 玻璃之间的折射率差距非常小 (<0.0001)。另一方面,波长 4 远远超出可见光谱,因此折射率的差异要大很多(差值约为 0.008087)。

    折射率的微小变化可造成光线折射的显著变化,从本质上影响光学系统的性能。即使在展示的案例中,也请注意两种结构中近轴像面位置(使用边缘光线高度求解计算得出)的微小差异。尽管两个模型的波长 2(主波长)的折射率仅有微小的不同,但像平面位置相差大约 0.5 微米。

    何时使用模型玻璃方法

    模型玻璃方法为近似方法,不过通常是可见光范围内良好的近似方法。然而,在此范围之外,例如在紫外或红外光谱范围内,模型玻璃将不再准确,因此不应使用。

    事实上,尽管模型玻璃是可见光谱范围内的良好近似法,但是,如果您可获得所需的数据,就不应该使用此方法,而应使用 OpticStudio 中创建玻璃的其他方法。换句话说,如果您可获得材料足够的色散数据,则应该使用 OpticStudio 中的其它玻璃建模方法,因为这些方法更准确。然而,如果您要创建的玻璃的可用信息仅限于这三个参数,则 OpticStudio 中的模型玻璃方法在可见光谱范围内是相对准确可靠的。

    在单色光系统设计中,使用模型玻璃方法可以非常方便地表示设定波长的折射率。在此特例中,阿贝数和部分色散项的变化应设置为零。

    对于优质光学系统,模型玻璃方法可能无法充分表示所需玻璃的色散,应非常谨慎地使用。

    总结

    OpticStudio 中的模型玻璃方法可将可见光谱范围内材料的色散理想化。OpticStudio 中的模型玻璃方法作为玻璃求解方法,需在镜头数据编辑器中进行输入,其支持三个输入参数:折射率 Nd、阿贝数 Vd 和 dPgF (ΔPg,F)。

    OpticStudio 使用这三个输入值来接近您要创建的玻璃的色散。模型玻璃方法在可见光范围内相当准确,但不应在可见波段之外使用。如果您只能获得 OpticStudio 中需要复制的玻璃的数据,则模型玻璃可能足以代表此材料的色散。

    参考文献

    1. Schott AG(2005 年 4 月)。TIE-29:折射率和色散。技术信息 - 器件光学(第 2.2 部分)。检索自 https://wp.optics.arizona.edu/optomech/wp-content/uploads/sites/53/2016/10/tie-29_refractive_index_v2_us.pdf

    2. Schott - Glass Made of Ideas。2005 SCHOTT North America。[在线]。2005 年 9 月 26 日。可在万维网查看:http://www.us.schott.com/english/index.html

    3. Zemax 光学设计程序用户指南,Zemax Development Corporation

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