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《zemax光學(xué)設(shè)計(jì)軟件操作說(shuō)明詳解_光學(xué)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)軟件操作說(shuō)明詳解_光學(xué)設(shè)計(jì)ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)軟件操作說(shuō)明詳解介紹這一章對(duì)本手冊(cè)的習(xí)慣用法和術(shù)語(yǔ)進(jìn)行說(shuō)明。ZEMAX使用的大部分習(xí)慣用法和術(shù)語(yǔ)與光學(xué)行業(yè)都是一致的,但是還是有一些重要的不同點(diǎn)?;顒?dòng)結(jié)構(gòu)活動(dòng)結(jié)構(gòu)是指當(dāng)前在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中顯示的結(jié)構(gòu)。詳見“多重結(jié)構(gòu)”這一章。角放大率像空間近軸主光線與物空間近軸主光線角度之比,角度的測(cè)量是以近軸入瞳和出瞳的位置為基準(zhǔn)。切跡切跡指系統(tǒng)入瞳處照明的均勻性。默認(rèn)情況下,入瞳處是照明均勻的。然而,有時(shí)入瞳需要不均勻的照明。為此,ZEMAX支持入瞳切跡,也就是入瞳振幅的變化。有三種類型的切跡:均勻分布,高斯型分
2、布和切線分布。對(duì)每一種分布(均勻分布除外),切跡因素取決于入瞳處的振幅變化率。在“系統(tǒng)菜單”這一章中有關(guān)于切跡類型和因子的討論。ZEMAX也支持用戶定義切跡類型。這可以用于任意表面。表面的切跡不同于入瞳切跡,因?yàn)楸砻娌恍枰胖迷谌胪帯?duì)于表面切跡的更多信息,請(qǐng)參看“表面類型”這一章的“用戶定義表面”這節(jié)。后焦距ZEMAX對(duì)后焦距的定義是沿著Z軸的方向從最后一個(gè)玻璃面計(jì)算到與無(wú)限遠(yuǎn)物體共軛的近軸像面的距離。如果沒有玻璃面,后焦距就是從第一面到無(wú)限遠(yuǎn)物體共軛的近軸像面的距離。基面基面(又稱叫基點(diǎn))指一些特殊的共軛位置,這些位置對(duì)應(yīng)的物像平面具有特定的放大率?;?/p>
3、包括主面,對(duì)應(yīng)的物像面垂軸放大率為+1;負(fù)主面,垂軸放大率為-1;節(jié)平面,對(duì)應(yīng)于角放大率為+1;負(fù)節(jié)平面,角放大率為-1;焦平面,象空間焦平面放大率為0,物空間焦平面放大率為無(wú)窮大。除焦平面外,所有的基面都對(duì)應(yīng)一對(duì)共軛面。比如,像空間主面與物空間主面相共軛,等等。如果透鏡系統(tǒng)物空間和像空間介質(zhì)的折射率相同,那么節(jié)面與主面重合。ZEMAX列出了從象平面到不同象方位置的距離,同時(shí)也列出了從第一面到不同物方平面的距離。主光線如果沒有漸暈,也沒有像差,主光線指以一定視場(chǎng)角入射的一束光線中,通過(guò)入瞳中央射到象平面的那一條。注意,沒有漸暈和像差時(shí),任何穿過(guò)入瞳中央的光線也
4、一定會(huì)通過(guò)光闌和出瞳的中心。如果使用了漸暈系數(shù),主光線被認(rèn)為是通過(guò)有漸暈入瞳中心的光線,這意味著主光線不一定穿過(guò)光闌的中央。如果有瞳面像差(這是客觀存在的),主光線可能會(huì)通過(guò)近軸入瞳中心(如果沒有使用光線瞄準(zhǔn))或光闌中央(如果使用光線瞄準(zhǔn)),但一般說(shuō)來(lái),不會(huì)同時(shí)通過(guò)二者中心。如果漸暈系數(shù)使入瞳減小,主光線會(huì)通過(guò)漸暈入瞳中心(如果不使用光線瞄準(zhǔn))或者漸暈光闌中心(如果使用光線瞄準(zhǔn))。常用的是主光線通過(guò)漸暈入瞳的中心,基本光線通過(guò)無(wú)漸暈的光闌中心。ZEMAX不使用基本光線。大部分計(jì)算都是以主光線或者中心光線作為參考。優(yōu)先使用中心光線,因?yàn)樗腔谒姓丈涞较竺娴墓?/p>
5、線聚合效應(yīng),而不是基于選擇某一條特殊光線。坐標(biāo)軸(系)光軸為Z軸,正方向?yàn)楣饩€由物方開始傳播的方向。反射鏡可以使傳播方向反轉(zhuǎn)。坐標(biāo)系采用右手坐標(biāo)。在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)圖中,弧矢面內(nèi)的X軸指向顯示器以里。子午面內(nèi)的Y軸垂直向上。通常傳播方向沿著Z軸正方向從左至右。當(dāng)有奇數(shù)個(gè)反射鏡時(shí),光束的物理傳播沿-Z方向。因此,經(jīng)過(guò)奇數(shù)反射鏡之后,所有的厚度是負(fù)值。衍射極限衍射極限指光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生象差的原因不是設(shè)計(jì)和制造缺陷,而是由于衍射物理效應(yīng)。要判斷系統(tǒng)是否是衍射極限,可以計(jì)算或者測(cè)量光程(OPD)。如果OPD的峰—谷差值小于波長(zhǎng)的四分之一,那么就說(shuō)系統(tǒng)處于衍射極限。有很多其他的方法
6、來(lái)判斷一個(gè)系統(tǒng)是否是衍射極限,例如:斯特列爾比數(shù)(在同一系統(tǒng)里形成的有象差點(diǎn)像的衍射圖峰值與無(wú)象差的峰值亮度之比。用于像質(zhì)的評(píng)價(jià))。RMSOPD;標(biāo)準(zhǔn)偏差,最大梯度誤差,等等。當(dāng)使用一種方法評(píng)價(jià)系統(tǒng)為衍射極限時(shí),運(yùn)用另外一種方法可能不是衍射極限,這是可能的。在一些ZEMAX的圖,例如,MTF或DiffractionEncircledenergy(衍射能量圈圖)等,衍射極限可以選擇顯示出來(lái)。這些數(shù)據(jù)通常是通過(guò)追跡某視場(chǎng)角指定參考點(diǎn)的光線得到的。計(jì)算過(guò)程考慮了光瞳切跡;漸暈;F/#數(shù);表面孔徑;透射率等等因數(shù),但不考慮實(shí)際存在的誤差,光程差都定為0。對(duì)于包含X和Y
7、方向視場(chǎng)角都為0的系統(tǒng)(比如0.0X,0.0Y),參考視場(chǎng)位置為坐標(biāo)軸上點(diǎn)。如果沒有(0,0)視場(chǎng),定義的第一個(gè)視場(chǎng)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)用于參考坐標(biāo)。邊緣厚度對(duì)于邊緣厚度,ZEMAX使用兩種不同的定義。通常來(lái)說(shuō),要計(jì)算一個(gè)特定表面的邊緣厚度,采用下面的公式:Ei=Zi+1-Zi+TiZi為表面+y方向半口徑對(duì)應(yīng)的矢高,Zi+1是下一面在+y方向半口徑的矢高,Ti是表面在軸向的厚度。注意,邊緣厚度計(jì)算時(shí),使用的矢高是個(gè)表面在半口徑矢高對(duì)應(yīng)的各自的矢高,一般情況下都是不一樣的。邊緣厚度計(jì)算時(shí)由于一般采用+y方向口徑,如果表面不是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱,或者表面口徑為指定時(shí),這樣的方法就不
8、適用了。當(dāng)采用邊緣厚度求解時(shí),情況則不