zemax入門學習筆記乾貨2

2021-10-03 21:25:12 字數 1498 閱讀 4434

接上篇,從layout圖可以看出有明顯的離焦,這是因為100只是取了折射率以及不考慮厚度的近似估算,實際設計中需要精確的後焦距用於對雷射聚焦,或者對無窮遠處的物體進行成像,理論計算可以根據透鏡的成像公式:

由上述公式可以計算得0.517*(0.01+0.01-30.517/1.5170.010.01)=97.2

其中n是按1.517(是按f-d-c波長的d波長),厚度是按3來算的,注意這是有效焦距,後焦距公式得按另乙個公式:

bfl=f-ft*(n-1)/nc1

計算得97.2-97.230.517/1.5170.01=96.2

當然,有了計算機後,上面這些都是不需要自己算的,這裡列出來只是為了驗證一下。注意波長改變焦距也會發生變化,這也是為什麼一開始要確定工作波長

在快捷工具欄開啟sys,可以看到系統的所有引數

和之前的計算是一致的,按back focal lenth值插入即可。

另一種更簡單的,雙擊空氣厚度,設定marginal ray height求解,pupilzone設為1表示讓最邊緣的光線聚焦在光軸上(height=0),pupil zone為0即讓近軸光線的像高為0,pupil zone也可以設定為0.8表示80%通光孔徑處的光線落在光軸上,然後再看layout圖,可以看到像面已經位於焦點處。

可以用滑鼠框選焦點的區域性進行放大,觀察光線軌跡,聚焦的另外一種簡單方法,是tool裡的雜項,quick-focus,這裡選擇最小spot size 進行優化

可以開啟spt像點圖,通過看光斑半徑來對比兩種聚焦方法的差別,可以看出第二種的像點更小,原因在於兩種計算方式和評價方法不同,第一種屬於近軸焦點,也就是理想焦點,對於一般非成像系統,光束沒有大到佔據很大的通光口徑時是可以直接用近軸焦點的,第二種是考慮了球差,通過偏離近軸焦點的方式來減小球差,使光斑最小,這種主要在成像光學系統中。

當然還可以通過設定變數的形式,利用merit function評價函式進行優化,單透鏡如果只把後焦距作為變數,和quick foucus效果是一樣的。merit function主要用於優化光學系統的像差,所以光學系統像差理論是必須要了解的。後面計畫陸續介紹一些像差理論

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