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    [分享]Ansys Zemax | 如何使用Zernike凹陷表面对全反射系统进行建模 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-04-07
    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) T0:%,o  
    Uq}FrK}  
    介绍 QCm93YZs6E  
    ss{y=O%9"  
    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。 q mJ#cmN  
    8C,}nh  
    uPe&i5YR  
    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。 _wp>AJ r  
    =1kE2u  
    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。
    }da}vR"iL  
    }s9eRmJs  
    z%FBHj  
    约洛望远镜示例 fGZZ['E  
    %-lilo   
    例如,考虑类似Yolo望远镜的: ~J~@mE2ks  
    *Z9Rl>  
    U z*7J  
    <\44%M"iC-  
    这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: I{/}pr>  
    M%yeI{m  
    wBuos}/  
    "YC5viX  
    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: +69[06F  
    hFW{qWP  
    2|6E{o  
    出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm j3-^,r t4  
    ES4[@RX  
    仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: j7(S=  
    MH0xD  
    %%-?~rjI  
    k<Y}BvAYB  
    {)CN.z:O  
    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。 8|cQW-L  
    YcRo>:I  
    T^Lg+g+I  
    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: r_"=DLx6  
    > w-fsL  
    oCxh[U@*D  
    SUB get_scale <MQTOz oj  
    ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm IYG,nt !  
    ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case h,*-V 'X.k  
    ! Get the wavelength, in microns (kYwD  
    primary = WAVL(PWAV()) %2 I >0  
    ! to mm…primary = hifC.guK  
    primary/1000 GG=R!+p2  
    ! Scale factor is one wavelength equals this much sag a>o]garB+  
    ! Factor of two because the surface is used in reflection 'kBq@>  
    scale = -1 * primary/2 K,f"Q<sU%  
    RETURN |34M.YjA  
    7l+:gD  
    然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: Pb] EpyAW  
    nOm-Yb+F  
    FOR order = 1, max_order, 1 } %bP9  
    z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! J$D/-*/@  
    PRINT VEC1(z_term)*scale Y& p ~8  
    NEXT order "9v4'"  
    "\~d!"n|2  
    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: 8XG|K`'u  
    fG,)`[eD!_  
    }2]m]D@%7  
    FoW|BGA~  
    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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