Использование буферной памяти для Ray Aiming

Lens Title

Наименование схемы

Наименование схемы будет появляться на всех выходных графиках и текстах. Наиме­нование схемы нужно просто напечатать в строке Lens Title. Дополнительная текстовая информация может быть введена в большинство графиков; смотри в этой главе ниже раздел "Configuring the environment".

Aperture Type Тип апертуры

Апертура системы определяет размер пучка, идущего через систему вдоль оси! Для установки апертуры системы Вы должны определить тип апертуры системы и ее величину. Используйте курсорные клавиши для выбора нужного типа апертуры системы из выпадающего списка. Типы апертур системы могут быть следующие:

Глава 7: МЕНЮ "SYSTEM"                                                                                                  7 -1

Entrance Pupil Diameter: Диаметр входного зрачка в линейных единицах как он видится из пространства объектов.

Image Space F/#: Сопряженное с бесконечностью параксиальное F/# в пространстве изображений.

Object Space Numerical Aperture: Числовая апертура (п sin9m) крайнего луча в пространстве объектов.

Float by Stop Size: Определяется величиной полудиаметра поверхности, на которую помещена апертурная диафрагма системы.

Paraxial Working F/#: Параксиальное F/# в пространстве изображений при работе с конечного расстояния.

Object Cone Angle: Половина угла (в градусах) крайнего луча в пространстве объектов; может превышать 90 градусов!

Эти термины были ранее определены в главе "Conventions and Definitions". Если Вы выберите тип "Object Space N.A." или тип "Object cone angle", то "толщина" объекта должна быть конечной величиной. Для данной схемы можно определить только один тип апертуры системы; например, если выбран тип "Entrance Pupil Diameter", то все другие типы апертур определяются самой схемой.

Aperture Value

Размерность и величина апертуры системы

Размерность величины апертуры зависит от типа апертуры. Например, для апертуры "Entrance Pupil Diameter" ее величина выражается в установленных линейных единицах. ZEMAX совместно использует установленный тип апертуры системы и ее величину, определенную в соответствующих единицах, для вычисления таких фундаментальных величин, как размер входного зрачка и величины чистых апертур для всех компонентов системы. Исключение составляет только апертура "Float by Stop Size": если выбран этот тип апертуры, то величина апертуры системы определяется величиной полудиаметра диафрагмы, установленной на апертурной поверхности в редакторе Lens Data Editor.

Lens Units

Единицы измерения

Имеется возможность выбора следующих линейных единиц измерения: миллиметры, сантиметры, дюймы и метры. Эти единицы используются для измерения таких параметров, как радиусы, толщины и диаметр входного зрачка. Для большинства диаграмм в качестве единиц измерения всегда используются микроны, так как они являются функциями длин волн.

Glass Catalogs Каталоги стекол

Имеет редакционная строка и группа электронных флажков с перечнем имен файлов (без расширения), в которых записаны используемые в данное время каталоги стекол. По умолчанию флаг установлен на каталог "Schott"; что означает, что в схеме могут быть использованы стекла из этого каталога. Если требуются другие каталоги, то установите флаг на них. Если требуются каталоги, для которых не предусмотрены

7 -2                                                                                                 Chapter 7: SYSTEM MENU

    флажки, то просто напечатайте в редакционной строке имена файлов (без расширения), в которых они записаны. В этой строке можно записать через пробел большое число различных каталогов. Смотри главу "Using Glass Catalogs".

Notes

Заметки

Это поле позволяет ввести несколько строк текста, который будет записан в файл текущей схемы.

Advanced

Дополнительные характеристики

Эта команда вызывает диалоговое окно "Advanced System Data", которое исполь­зуется для определения не столько общих характеристик системы, сколько для определения данных, ассоциируемых с отдельной поверхностью. Смотри также раздел "General".

Ray Aiming

Алгоритм "нацеливания" луча

Меню выбора режима "нацеливания" лучей (Ray Aiming) имеет три установки: None, Paraxial Reference и Real Reference. Если выбрана установка "None", ZEMAX будет использовать параксиальные величины размера и положения входного зрачка, определенные при установке величины апертуры и вычисленные на оси по запущенным от поверхности объекта лучам для главной длины волны; это означает, что ZEMAX будет игнорировать аберрации входного зрачка! Для слабых систем с умеренными угловыми полями это вполне приемлемо; однако некоторые системы, такие как системы с небольшими F/# или системы с большими угловыми полями зрения, могут иметь значительные аберрации входного зрачка. Аберрации зрачка производят два главных эффекта: изменение положения зрачка для разных углов поля и изменение формы зрачка.

ZEMAX может учитывать аберрации входного зрачка, если выбрать одну из установок "ray aiming". При включении режима "ray aiming" путь каждого луча рассчи­тывается с помощью итеративной программы, которая "нацеливает" луч так, чтобы он пересекал поверхность апертурной диафрагмы в правильном месте.

Правильное место на поверхности апертурной диафрагмы определяется, прежде всего, вычислением радиуса апертурной диафрагмы. Затем вычисляются "правиль­ные" координаты на поверхности апертурной диафрагмы - путем использования линейного масштабирования координат зрачка. Например, краевой луч имеет координату Ру = 1.0. "Правильная" координата на поверхности диафрагмы рассчиты­вается путем умножения радиуса диафрагмы на Ру.

Абсолютная величина радиуса апертурной диафрагмы может быть вычислена по трекам либо реальных, либо параксиальных лучей. Если выбрана установка "Real Reference", то для этой цели используется трек крайнего луча с главной длиной волны, исходящего из центральной точки объекта и идущего через систему к апертурной диафрагме. Высота этого луча на поверхности апертурной диафрагмы будет приравнена величине ее радиуса. Если же используется установка "Paraxial Reference", то вместо этого луча будет трассирован параксиальный луч. При выборе "Real Reference" все лучи нацеливаются к их "правильным" положениям на

Глава 7: МЕНЮ "SYSTEM"                                    7 -3

поверхности апертурной диафрагмы, определенным по ее реальному радиусу, в то время как параксальные лучи всегда относятся к параксиальной величине диафрагмы.

При использовании "ray aiming" апертурная диафрагма, а не входной зрачок является однородно освещенной поверхностью! Это может приводить к неожиданным результатам. Например, когда в качестве величины, определяющей апертуру системы используется Object Space NA, ZEMAX трассирует лучи с правильной величиной NA к положению и размеру параксиального входного зрачка. Если затем производится установка "ray aiming" в положение "Paraxial Reference", то трек реального луча будет отнесен к параксальной величине диафрагмы. Это может привести к получению другой величины числовой апертуры, чем была установлена для системы. Это происходит из-за того, что угол луча был определен (нацелен) с учетом какой-либо аберрации зрачка. В таком случае для устранения этого несоответствия следует использовать установку "Real Reference".

Хотя "ray aiming" является более точной процедурой, чем "paraxial pupil aiming", большая часть треков лучей при этом будет вычисляться от двух до восьми раз дольше (см. опции "Tolerance", описываемые дальше). Поэтому установка "ray aiming" должна использоваться только в тех случаях, когда это действительно требуется. Для определения величины аберраций входного зрачка в Вашей системе, просмотрите график аберраций зрачка (см. главу "Analysis Menu") при отсутствии какой-либо установки "ray aiming". Величина аберраций зрачка в пределах нескольких процентов в основном является незначительной. Если же Ваша система имеет значительные аберрации зрачка, то произведите установку ray aiming и повторите вычисление абер­раций. Аберрации будут уменьшены до нуля или очень близкой к нему величине. Точность алгоритма "ray aiming" определена в разделе опции "Tolerance", приведенном ниже.

Use Ray Aiming Cache

Использование буферной памяти для Ray Aiming

Если установить этот флаг, то ZEMAX поместит в буферную память (кэш) координаты луча, вычисленные алгоритмом Ray Aiming, которые будут использованы при трассировке нового луча. Использование кэш позволяет в огромное число раз увеличить скорость трассировки лучей при работе с алгоритмом Ray Aiming. Однако для использования кэша требуется, чтобы через систему мог быть трассирован главный луч. Для некоторых систем трассировка главного луча невозможна и кэш должен быть отключен.