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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) OOnX` e+. \pe\ 介绍 AEY$@!8
ks*Y9D*= 这是“如何使用Zernike系数对黑盒光学系统进行建模” 的姊妹篇。两篇文章可一起阅读。 wJe?t$ac? !;S"&mcPDJ *^]~RhjB 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。 jfD1 _T5)n=| 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。 "xe=N 4U=75!> 54{q.I@n 约洛望远镜示例 qi(*ty mk!Dozb/ 例如,考虑类似Yolo望远镜的: 8Hi!kc;f6> [attachment=117183] ZtK\HDdp *FK`&(B+}
%v+=;jw 这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: Pao%pA.< [attachment=117184] +f>c xA
?P/AC$:|I + H_MV=A^ 现在,要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统,我们只需要出口瞳孔位置和直径,如上一篇文章所示。此数据是: 2#vv$YD G,XPT,:% {^}0 G^ 出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm c0_E_~ ?<U{{C 仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: ujr(K=E hIYTe [attachment=117185] .&1C:> t
P"\J(x w8Vw1wW 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。 Wh(
|+rJ?Z 3GH(wSv9\ D)Q)NI 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: H={&3poBz 4-R^/A0 ^e Gue SUB get_scale 2;$k(x] ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm R"AUSO|{ ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case nXA\|c0 ! Get the wavelength, in microns x%N\5 V1 primary = WAVL(PWAV()) w%y\dIeI' ! to mm…primary = !ABiy6d primary/1000 (;_FIUz0 ! Scale factor is one wavelength equals this much sag +Qxu$# ! Factor of two because the surface is used in reflection e`K)_>^n# scale = -1 * primary/2 {Qv>q$Q RETURN S'LZk9E dRi5hC$ 然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: :hRs`=d"r p\p\q(S"> FOR order = 1, max_order, 1 &?,6~qm[ z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! FLZWZ; PRINT VEC1(z_term)*scale ;CHi\+` 5 NEXT order Wg`AZ=t (u3s"I
d 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: CZ<~3bEF [attachment=117186] 5O/i3m26 MJ`3ta \x{;U#B[3> 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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