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2007-08-06 14:45 |
利用zemax的一個(gè)實(shí)例
習(xí)作一：單鏡片(Singlet) uF,%N
添加日期：2002-12-17 _ 58&^:/^
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你將學(xué)到：啟用Zemax，如何鍵入wavelength，lens data，產(chǎn)生ray fan，OPD，spot diagrams，定義thickness solve以及variables，執(zhí)行簡單光學(xué)設(shè)計(jì)最佳化。 >taT
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設(shè)想你要設(shè)計(jì)一個(gè)F/4單鏡片在光軸上使用，其focal length 為100mm，在可見光譜下，用BK7鏡片來作。 % |}7YH41
首先叫出ZEMAX的lens data editor(LDE)，什么是LDE呢？它是你要的工作場所，譬如你決定要用何種鏡片，幾個(gè)鏡片，鏡片的radius，thickness，大小，位置……等。 MMRO@MdfV
然后選取你要的光，在主選單system下，圈出wavelengths，依喜好鍵入你要的波長，同時(shí)可選用不同的波長等。現(xiàn)在在第一列鍵入0.486，以microns為單位，此為氫原子的F-line光譜。在第二、三列鍵入0.587及0.656，然后在primary wavelength上點(diǎn)在0.486的位置，primary wavelength主要是用來計(jì)算光學(xué)系統(tǒng)在近軸光學(xué)近似(paraxial optics，即first-order optics)下的幾個(gè)主要參數(shù)，如focal length，magnification，pupil sizes等。 "=f,4Zbj
再來我們要決定透鏡的孔徑有多大。既然指定要F/4的透鏡，所謂的F/#是什么呢？F/#就是光由無限遠(yuǎn)入射所形成的effective focal length F跟paraxial entrance pupil的直徑的比值。所以現(xiàn)在我們需要的aperture就是100/4=25(mm)。于是從system menu上選general data，在aper value上鍵入25，而aperture type被default為Entrance Pupil diameter。也就是說，entrance pupil的大小就是aperture的大小。 k:s86q
回到LDE，可以看到3個(gè)不同的surface，依序?yàn)镺BJ，STO及IMA。OBJ就是發(fā)光物，即光源，STO即aperture stop的意思，STO不一定就是光照過來所遇到的第一個(gè)透鏡，你在設(shè)計(jì)一組光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，STO可選在任一透鏡上，通常第一面鏡就是STO，若不是如此，則可在STO這一欄上按鼠標(biāo)，可前后加入你要的鏡片，于是STO就不是落在第一個(gè)透鏡上了。而IMA就是imagine plane，即成像平面。回到我們的singlet，我們需要4個(gè)面 (surface)，于是在STO欄上，選取insert cifter，就在STO后面再插入一個(gè)鏡片，編號為2，通常OBJ為0，STO為1，而IMA為3。 GB >h8yXH
再來如何輸入鏡片的材質(zhì)為BK7。在STO列中的glass欄上，直接打上BK7即可。又孔徑的大小為25mm，則第一面鏡合理的thickness為4，也是直接鍵入。再來決定第1及第2面鏡的曲率半徑，在此分別選為100及-100，凡是圓心在鏡面之右邊為正值，反之為負(fù)值。而再令第2面鏡的thickness為100。 j~2t^Qz
現(xiàn)在你的輸入數(shù)據(jù)已大致完畢。你怎么檢驗(yàn)?zāi)愕脑O(shè)計(jì)是否達(dá)到要求呢？選analysis中的fans，其中的Ray Aberration，將會把transverse的ray aberration對pupil coordinate作圖。其中ray aberration是以chief ray為參考點(diǎn)計(jì)算的。縱軸為EY的，即是在Y方個(gè)的aberration，稱作tangential或者YZ plane。同理X方向的aberration稱為XZ plane或sagittal。 <D
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