光學設計手冊學習(三) 座標斷點

2021-10-04 08:34:05 字數 1869 閱讀 9266

座標斷點在opticstudio中的使用是非常靈活的。座標斷點可在不影響系統中其他光學元件的基礎上,被用來旋轉或偏心任何光學表面或光學元件。

本文中的正確/錯誤描述均基於傾斜的零件是否會影響後續元件為準。

本文中採取的傾斜方式均為透鏡前頂點為旋轉中心實現偏轉,選取的lens data如下所示,結構圖可見是由兩片玻璃膠合而成;可見在膠合鏡片後設定了一虛擬面,用以顯示膠合鏡片最後一面的區域性座標,判斷是否偏轉正確。

pickup解主要通過對座標斷點採用拾取還原方式實現透鏡元件傾斜;其設定如下所示:

主要設定方式為在透鏡前後各增加1座標斷點面(圖2、7面),同時後坐標斷點面偏心、傾斜引數拾取前座標端麵,拾取因子為-1,order設定為1(先傾斜後偏心);

從結構圖中的區域性座標可以看出,在座標斷點之後的標準面的中心位置可見偏離原光軸,上述設定會導致後續元件的光軸與偏轉前的元件的光軸存在差異,導致結果不準確,具體偏移資料可見zemax分析中的詳細資料檢視,如下所示,偏離量約0.54mm。

zemax中對元件傾斜的正確設定方法如下所示:

可見在膠合元件最後一面厚度設定位置解(t解),將座標系返回至膠合前頂點,再重新增加厚度,具體結構及區域性座標如下所示,圖中高亮面為第6面,區域性座標系與膠合件前頂點重合。

第8面區域性座標係為第6面區域性座標系還原傾斜再水平前移透鏡厚度距離。具體偏移資料可以zemax分析中的詳細資料檢視,如下所示,由於傾斜設定導致的偏心為1.1×10e-16,基本可以忽略。

具體設定與2.2類似,主要不同點在於第二座標斷點面偏心和傾斜解採取主光線解,主要設定如下所示:

與pick up解主要不同為在於主光線是否與像面垂直,檢驗方法如下,,採用raid運算元檢查0視場主光線在像面的入射角,可見採用主光線解可以保證經傾斜元件作用的出射光線,角度與像面垂直。

但這種情況下,像面不會呈現豎直狀態,可能會有一點的夾角,具體可見。具體偏移資料可見zemax分析中的詳細資料檢視,如下所示,image面與全域性座標對比發現imge面存在傾角,角度約為-3.03°。

座標返回的設定方式在於選取具體的面,將其返回至在此之前某面具體面,設定如下:

在本例中,zemax的設定如下所示,具體設定為將6面的座標斷點面返回至2面座標位置處,再新增一虛擬面用於增加透鏡實際厚度。

從全域性座標圖可見,經r返回的image面座標只存在光軸方向偏移,無偏心和傾斜。

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