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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) [>QV^2'Z
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E5W2a]
介绍 >B/ jTn5=
"-Gjw B
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。 Hq[d!qc
'uS!rKkQlu
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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。 h
92\ 1,
DKgwi'R
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。 EKoAIC*?p
'#gd19#
l4?o0;:)
约洛望远镜示例 Ex9%i9H
l?v`kAMR
例如，考虑类似Yolo望远镜的： N|K,{
p^li
[attachment=117183] 3IQ)%EN
%7%7
W*0d
x=Z\c,@O
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： H_KE^1
[attachment=117184] s `fIeP
.|
CcUmx
a)=WDRk
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： L&M6s
f$N
;> **+ezF
BoZ])Y6=
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm o:B?g DM
ss6 3/
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： 2:'C|
T- ID {i
[attachment=117185] k<RJSK8
~6m-2-14q
x'kwk
其中，系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径，近轴透镜的焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 .4Ob?ZS(
S'M=P_-7
wJ@8-H 8}
然后，我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏，但添加了额外的缩放因子： J.Mj76\_
Z*S
9pkWcF
`l,=iy$
SUB get_scale XzI c<81Z
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm #R$d6N[H
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case +g,:!5pg
! Get the wavelength, in microns ; @p2s'(
primary = WAVL(PWAV()) dd1m~Gm
! to mm…primary = 3|zqEGT*
primary/1000 S6-)N(3|
! Scale factor is one wavelength equals this much sag vRa|l GeW
! Factor of two because the surface is used in reflection _"n1"%Ns
scale = -1 * primary/2 aiVd ^(
RETURN 7NC"}JB&
u4TU "r("A
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： @s!9 T
pFi.?|6"
FOR order = 1, max_order, 1 A5-y+
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! w"d~R
PRINT VEC1(z_term)*scale XH4!|wz
NEXT order Qj: D=j8
q !\Ht2$b
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： *Wk y#
[attachment=117186] ?95^&4Oh0
Q4e*Z9YJ
U wOZBF<
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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