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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 正序阅读 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) WOb8 "*OM  
    DQ_ 2fX~)  
    介绍 <7RfBR.9  
    NbDda/7ki  
    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。 s`vSt* ]K  
    U.Hdbmix  
    ^pw7o6}  
    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。 Q X):T#^V  
    gz\j('~-D  
    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。
    IUawdB5CB  
    LDX y}hm)  
    y:9?P~  
    约洛望远镜示例 g RU-g  
    ,\>g  
    例如,考虑类似Yolo望远镜的: p">WK<N  
    O3xz|&xY&  
    yk#rd~2Z0  
     8bGD  
    这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: -x?Hj/  
    Cqa3n[Mhw1  
    AS q`)Rz  
    .h6Y< E  
    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: 24O d] f  
    )|:8zDuJ  
    ck~ '`<7  
    出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm QX+Y(P`vMK  
    Xv&%2-V;  
    仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: +7^w9G  
    QRiF!D)Nk  
    f~iML5lG  
    c}'Xoc  
    .S(^roM;+  
    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。 x{j+}'9  
    b<\GI 7  
    R05T5Q1]A  
    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: PbQE{&D#  
    'Ye]eL,I\  
    <L%HG  
    SUB get_scale P;>!wU~*  
    ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm /rOnm=P+Q  
    ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case C?(y2p`d\  
    ! Get the wavelength, in microns i _8zjj7  
    primary = WAVL(PWAV()) m]e0X*Kg  
    ! to mm…primary = rr>IKyI'  
    primary/1000 NC;T( @  
    ! Scale factor is one wavelength equals this much sag du8!3I  
    ! Factor of two because the surface is used in reflection W=F3XYS  
    scale = -1 * primary/2 qb9}&'@:  
    RETURN 4t*<+H%  
    p>!1S  
    然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: qjzZ}  
    R rxRa[{Z  
    FOR order = 1, max_order, 1 }il%AAI9}r  
    z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! EO"=\C,  
    PRINT VEC1(z_term)*scale 2-PI JO  
    NEXT order Lq%[A*`^  
    M$#+W?m&  
    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: KZi+j#7O  
    d{?)q  
    U:J /\-  
    +6uOg,;  
    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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