| suezl9 |
2006-10-11 13:29 |
ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)軟件操作說(shuō)明詳解
找到一些資料 希望對(duì)大家有用！ qTHg[sME
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【ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)軟件操作說(shuō)明詳解】 @ P"`=BU&
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介紹 u45h{i-e
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)。 fsJTwSI["
活動(dòng)結(jié)構(gòu) 62)lf2$1
活動(dòng)結(jié)構(gòu)是指當(dāng)前在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中顯示的結(jié)構(gòu)。詳見(jiàn)“多重結(jié)構(gòu)”這一章。 .8qzU47E
角放大率 I^O:5x> [l
像空間近軸主光線與物空間近軸主光線角度之比，角度的測(cè)量是以近軸入瞳和出瞳的位置為基準(zhǔn)。 aC yb-P
切跡 1gShV ]2
切跡指系統(tǒng)入瞳處照明的均勻性。默認(rèn)情況下，入瞳處是照明均勻的。然而，有時(shí)入瞳需要不均勻的照明。為此，ZEMAX支持入瞳切跡，也就是入瞳振幅的變化。 J )8pqa
有三種類型的切跡：均勻分布，高斯型分布和切線分布。對(duì)每一種分布（均勻分布除外），切跡因素取決于入瞳處的振幅變化率。在“系統(tǒng)菜單”這一章中有關(guān)于切跡類型和因子的討論。 \kV7NA
ZEMAX也支持用戶定義切跡類型。這可以用于任意表面。表面的切跡不同于入瞳切跡，因?yàn)楸砻娌恍枰胖迷谌胪�。�?duì)于表面切跡的更多信息，請(qǐng)參看“表面類型”這一章的“用戶定義表面”這節(jié)。 r(1pvcWY-
后焦距 e0N=2i?I#z
ZEMAX對(duì)后焦距的定義是沿著Z軸的方向從最后一個(gè)玻璃面計(jì)算到與無(wú)限遠(yuǎn)物體共軛的近軸像面的距離。如果沒(méi)有玻璃面，后焦距就是從第一面到無(wú)限遠(yuǎn)物體共軛的近軸像面的距離。 ys[i`~$
基面 &lh_-@Xz
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。基面包括主面，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。 _c9
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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。 TXD^Do5^
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。 pm W6~%}*
主光線 ?X_0Iy}1
如果沒(méi)有漸暈，也沒(méi)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(méi)有漸暈和像差時(shí)，任何穿過(guò)入瞳中央的光線也一定會(huì)通過(guò)光闌和出瞳的中心。 Gj7QG IKx
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。 x-V' 0-#U>
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 y>7VxX0xi
瞳中心（如果沒(méi)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。 NkA6Cp[Q,1
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)）。 %<=vbL9
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饩�聚合效應(yīng)，而不是基于選擇某一條特殊光線。 p#;dLM/EA
坐標(biāo)軸（系） Og$eQS
光軸為Z軸，正方向?yàn)楣饩�由物方開始傳播的方向。反射鏡可以使傳播方向反轉(zhuǎn)。坐標(biāo)系采用右手坐標(biāo)。在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)圖中，弧矢面內(nèi)的X軸指向顯示器以里。子午面內(nèi)的Y軸垂直向上。 h"BhTx7E}
通常傳播方向沿著Z軸正方向從左至右。當(dāng)有奇數(shù)個(gè)反射鏡時(shí)，光束的物理傳播沿－Z方向。因此，經(jīng)過(guò)奇數(shù)反射鏡之后，所有的厚度是負(fù)值。 2>MP:yY;K
衍射極限 0$"Q&5 Y
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。 K SgQ:_u4}
有很多其他的方法來(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 p21=$?k!;
的峰值亮度之比。用于像質(zhì)的評(píng)價(jià)）。RMS OPD；標(biāo)準(zhǔn)偏差，最大梯度誤差，等等。當(dāng)使用一種方法評(píng)價(jià)系統(tǒng)為衍射極限時(shí)，運(yùn)用另外一種方法可能不是衍射極限，這是可能的。 B BU84s[
在一些ZEMAX的圖，例如，MTF或Diffraction Encircled energy（衍射能量圈圖）等，衍射極限可以選擇顯示出來(lái)。這些數(shù)據(jù)通常是通過(guò)追跡某視場(chǎng)角指定參考點(diǎn)的光線得到的。計(jì)算過(guò)程考慮了光瞳切跡；漸暈；F/#數(shù)；表面孔徑；透射率等等因數(shù)，但不考慮實(shí)際存在的誤差，光程差都定為0。 K*N b_|~
對(duì)于包含X和Y方向視場(chǎng)角都為0的系統(tǒng)（比如0.0X，0.0Y），參考視場(chǎng)位置為坐標(biāo)軸上點(diǎn)。如果沒(méi)有（0，0）視場(chǎng)，定義的第一個(gè)視場(chǎng)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)用于參考坐標(biāo)。 p~, 3A:i
邊緣厚度 ##`;Eh0a
對(duì)于邊緣厚度，ZEMAX使用兩種不同的定義。通常來(lái)說(shuō)，要計(jì)算一個(gè)特定表面的邊緣厚度，采用下面的公式： F`;TU"pDf
Ei=Zi+1－Zi＋Ti K^,&ub.L)
Zi為表面+y方向半口徑對(duì)應(yīng)的矢高，Zi+1是下一面在+y方向半口徑的矢高，Ti是表面在軸向的厚度。注意，邊緣厚度計(jì)算時(shí)，使用的矢高是個(gè)表面在半口徑矢高對(duì)應(yīng)的各自的矢高，一般情況下都是不一樣的。 U|
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邊緣厚度計(jì)算時(shí)由于一般采用+y方向口徑，如果表面不是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，或者表面口徑為指定時(shí)，這樣的方法就不適用了。 5gc:Y`7t
當(dāng)采用邊緣厚度求解時(shí)，情況則不同。因?yàn)檫吘壓穸惹蠼饪梢?span style="display:none"> 3d#9 Wyx s
改變中心厚度，也能改變光線在下一表面的入射點(diǎn)，這表示下一表面的半口徑也可以改變。如果計(jì)算邊緣厚度時(shí)使用下一表面的半口徑，會(huì)出現(xiàn)無(wú)限循環(huán)或者循環(huán)定義。 PK - }Ldj
正由于此，邊緣厚度求解計(jì)算邊緣厚度時(shí)，對(duì)兩個(gè)面都嚴(yán)格采用第一表面的半口徑。第二表面的半口徑不再被使用，雖然表面的曲率或者面型還要使用。
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有效焦距 vbWJhj K0h
指從后主面（象方主面）到近軸象面的距離。這是無(wú)限遠(yuǎn)物的共軛距離。主面的計(jì)算通常是基于近軸光線數(shù)據(jù)。有效焦距一般以折射率為1進(jìn)行計(jì)算，即使象空間的折射率不是1。 'TK$ndy;7}
入瞳直經(jīng) mq{$9@ 3
光闌在物空間的近軸象的口徑。 ~b>n CP8q
入瞳位置 (}*\ {
以與系統(tǒng)第一面的距離來(lái)衡量的入瞳近軸位置。第一面一般是“面1”，而不是物面，物面是“面0”。 s=q%:uCO
出瞳直徑 ]s*[Lib
光闌在象空間的近軸象的口徑。 ^ Kw&=u
出瞳位置 |~/3u/
以象面位置衡量的近軸出瞳位置。 x;ER RK
額外數(shù)據(jù) pu2
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