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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) ;bYLQ
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介绍 E=RX^ 3+}
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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。 f!1 3Ob<8r
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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。 4 rH:`494
)5Ofr-Y
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。 ?7\$zn)v#
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MOIMW+n
约洛望远镜示例 IT f4PxF
+.IncY8C$
例如，考虑类似Yolo望远镜的： '=cAdja
[attachment=117183] oWV^o8& GH
6&[rA TU+
>/9on.
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： f# |
wb~
[attachment=117184] %%^by
R[f@g;h
YV)h"u+@0
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： \>)#cEX5
{ 7d\du&G
+uB.)wr
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm z0xw0M+X
mE"},ksg
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： _OvIi~KW+
OG{vap )
[attachment=117185] 6w*q~{"(
TRku(w1f
S*S @a4lV7
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。 u8Oo@xf0Fr
ZGC*BP/
S%2q X"8
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： k8 O%gO
/=~o|-n8@
G*W54 [
SUB get_scale ),& tF_z:
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm 7N}==T89[
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case sX|bp)Nw
! Get the wavelength, in microns K&UTs$_cI
primary = WAVL(PWAV()) 9 2 =huV
! to mm…primary = ,n/^;. _1
primary/1000 /6nj
4.xxc
! Scale factor is one wavelength equals this much sag ]hjA,p@Q
! Factor of two because the surface is used in reflection q
!N b-O{
scale = -1 * primary/2 |QxT "`rT
RETURN #*x8)6Ct
G_)(?
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： ]}s'`44J9e
]97`=,OUg
FOR order = 1, max_order, 1 mxkv{;ad
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! Bxs0m]
PRINT VEC1(z_term)*scale g"|Z1iy|9
NEXT order |!\5nix3A>
H3S fz'
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： ]n (:X
[attachment=117186] \p{$9e;8yT
-:!FQ'/7E
^K` Vqo
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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