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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) M*bsA/Z  
    x${C[gxq9F  
    介绍 h^_^)P+;  
    :-#7j} R&  
    这是“如何使用Zernike系数对黑盒光学系统进行建模” 的姊妹篇。两篇文章可一起阅读。 jygUf|  
    %TRJ  
    BriL ^]  
    Zernike数据表示光学系统在特定场和波长下的性能测量。因为关于玻璃、曲率半径、非球面系数等的信息。不是 Zernike 数据的一部分,无法将 Zernike 数据缩放到不同的场或波长。 s-5 #P,Lw  
    QnOs8%HS-  
    如果您使用的是全反射设计,则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差,因为全反射系统不会遭受色差。
    *J]p/<> {  
    IJKdVb~   
    O7_y QQAA  
    约洛望远镜示例 8 e_]  
    0FE_><e  
    例如,考虑类似Yolo望远镜的: "=+i~N#Sc  
    JL!^R_b&c  
    j:uq85 s  
    @`+\v mfD  
    这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: [kpQ:'P3  
    *~4<CP+"0  
    c%O97J.5b  
    @YRy)+  
    现在,要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统,我们只需要出口瞳孔位置和直径,如上一篇文章所示。此数据是: 5D=U.UdR  
    J"< h#@`  
    k%u fgHl!  
    出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm uH? 4d!G  
    J @~g>   
    仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: L4T\mP7D7*  
    = 03G~7B>  
    +w(6#R8u5  
    -hfkF+=U'  
    g"Hl 30o  
    其中,系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径,近轴透镜焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 ?D7zty+}^  
    p %.Adxx  
    8 %?MRRK  
    然后,我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏,但添加了额外的缩放因子: |OAiHSW"V  
    ^b~ZOg[p  
    !gV{[j?~zr  
    SUB get_scale Drf Au  
    ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm G5OGyQp  
    ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case oiR9NB&<  
    ! Get the wavelength, in microns ooB9i No^  
    primary = WAVL(PWAV()) yMM2us#*+q  
    ! to mm…primary = -DJ ,<f*$  
    primary/1000 >EA\KrjW  
    ! Scale factor is one wavelength equals this much sag <KtL,a=2+  
    ! Factor of two because the surface is used in reflection ltU{P|7!E  
    scale = -1 * primary/2 %Jd!x{a`>A  
    RETURN <\uDtbK  
    =Ez@kTvOs  
    然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: >dgq2ok!u  
    ~iiDy;"  
    FOR order = 1, max_order, 1 /*e<r6  
    z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! G\5Bdo1g  
    PRINT VEC1(z_term)*scale 8 "NPj0  
    NEXT order /E{tNd^S  
    pRxVsOb  
    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: DzA'MX  
    8 l= EL7  
    T*Ge67  
    [~cz| C#  
    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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