2020-10-10
123
Надежный "Ray Aiming" (медленный алгоритм)
Если выбрать эту опцию, то ZEMAX будет использовать более надежный, но и более медленный, алгоритм "Ray Aiming". Эта опция должна использоваться только в том случае, если алгоритм ray aiming является недостаточным даже с включенным кэш. Алгоритм "Robust Ray Aiming" не работает без кэш. Этот алгоритм обеспечивает дополнительный контроль за ходом лучей для уверенности в том, что при наличии многих оптических путей к одному положению апертурной диафрагмы, выбран только правильный из них. Это типичная проблема для светосильных широкоугольных систем, в которые внеосевые лучи могут найти виртуальные пути к диафрагме, что сбивает алгоритм "ray aiming".
7 -4 Chapter 7: SYSTEM MENU
Pupil Shift: X, Y, and Z
Смещение зрачка по осям X. Y и Z
Для большинства систем простое использование алгоритма ray aiming будет устранять эффекты воздействия аберрации входного зрачка, по меньшей мере - для обеспечения правильной трассировки лучей через систему. Это не приводит, конечно, к фактическому устранению аберраций, а только к их учету. Для некоторых широкоугольных или сильно наклоненных и децентрированных систем алгоритм ray aiming не сможет работать без помощи разработчика. Проблема заключается в том, что при трассировке лучей в качестве первого приближения используется параксиальный входной зрачок. Если аберрации зрачка очень большие, то существует возможность, что даже это первое приближение не может быть использовано для трассировки лучей, а необходимо предоставить алгоритму второе, более точное приближение.
|
|
|
Решение этой проблемы может быть достигнуто приближенной установкой величины смещения реального зрачка относительно его параксиального положения. Эта операция называется "Pupil shift" (Смещение зрачка) и состоит из трех составляющих:
х, у и z. Все эти три величины (по умолчанию равные нулю) должны быть использованы для оказания помощи алгоритму в нахождении более подходящего первого приближения для операции ray aiming. Положительная величина смещения Z указывает на то, что реальный зрачок находится за (то есть правее в принятой оптической координатной системе) параксиальным зрачком, а отрицательная величина этого смещения указывает на смещение аберрированного зрачка вперед. Большинство широкоугольных систем имеют зрачки,смещенные вперед.
Величина смещения зрачка по оси Z линейно масштабируется по углу поля трассируемых лучей, так что эта величина должна относиться к смещению зрачка для максимального поля. Величины смещения зрачка по осям Х и Y используются для изменения положения зрачка в случаях, когда плоскость объекта сильно наклонена или когда апертурная диафрагма сильно децентрирована. Если выбрана опция "Scale pupil shift factors by fields", то величины смещения X и Y также будут масштабироваться по полю; в противном случае будет использоваться одна и та же величина смещения для всех полей. Все смещения выражаются в установленных линейных единицах.
|
|
|
Важно понимать, что точные значения величин смещения не так важны. Если обеспечена возможность трассировки лучей в первом приближении, то этого достаточно, чтобы алгоритм ray aiming надежно определил точное положение зрачка. Величины смещения зрачка необходимы только для обеспечения стартовых условий для алгоритма ray aiming. В общем, путем подбора величин смещений зрачка можно определить подходящие значения.
Apodization Type
Тип аподизации
По умолчанию зрачок всегда освещен равномерно. Однако бывают случаи, когда зрачок должен быть освещен неравномерно. Для этих целей ZEMAX предоставляет возможность моделирования аподизации зрачка, которая означает варьирование облученности по площади зрачка. Поддерживается три типа аподизации зрачка:
uniform (равномерное), gaussian (гауссовское) и tangential (тангенциальное). Тип uniform означает, что лучи равномерно распределены по входному зрачку, моделируя тем самым равномерную освещенность входного зрачка.
Глава 7: МЕНЮ "SYSTEM" 7 -5
Тип аподизации "Gaussian" обеспечивает гауссовское распределение лучей по входному зрачку. С помощью фактора аподизации определяется уменьшение амплитуды по радиальной координате. Амплитуда пучка лучей нормализуется к единице для центра зрачка. Амплитуда в других точках входного зрачка определяется выражением:
где G - фактор аподизации и р - нормированная радиальная координата зрачка. Если фактор аподизации равен нулю, то зрачок будет освещен равномерно. Если фактор аподизации равен 1.0, то амплитуда пучка падает в е раз на краю входного зрачка (что означает падение интенсивности в е2 раз, что составляет около 13% от пикового значения). Фактор аподизации может быть любым числом, равным или большим 0.0. Значения больше 4.0 не рекомендуются. Это связано с тем, что для вычислений будет использоваться слишком мало лучей для получения значимых результатов, если амплитуда будет уменьшаться слишком быстро с удалением от оси.
Аподизация типа "Tangential" (тангенциальная) подходит для моделирования освещенности плоской поверхности (такой как входной зрачок, который всегда является плоским) точечным источником. Для точечного источника интенсивность лучей, освещающих различные области плоскости, удаленной от источника на расстояние Z, определяется выражением:
где г - расстояние от вершины плоскости, а интенсивность нормирована к единице на оси. Подставляя вместо г нормированные координаты зрачка и извлекая из выражения корень квадратный, получаем выражение для амплитудной аподизации:
где tan9 - тангенс угла между линией, соединяющей точечный источник с верхней точкой входного зрачка, и осью Z. ZEMAX использует положение и размер входного зрачка для автоматического вычисления величины tan9 при вычислении аподизации;
коэффициент аподизации игнорируется.
ZEMAX также поддерживает аподизацию, определямую пользователем для любой поверхности, а не только для входного зрачка. Задание аподизации поверхностей осуществляется с помощью поверхностей типа "User defined surface", описание которых дано в главе "Surface Types".
Apodization Factor Коэффициент аподизации
Величина коэффициента аподизации определяет быстроту затухания амплитудной интенсивности по зрачку. Смотри раздел "Apodization Type".
|
|
|
7 -6 Chapter 7: SYSTEM MENU
Reference OPD
