Placing objects within or adjacent to other objects

Расположение объектов внутри других объектов или в соединении с ними

Для получения более сложных объектов стандартные объекты ZEMAX можно комбинировать друг с другом, вкладывая один в другой или соединяя их вместе, для получения более сложных объектов. Трассировка лучей через такие составные объекты зависит от их типа и взаимного расположения и от того, соприкасаются они

друг с другом или нет. В данном случае слово "соприкасаться" означает, что одна или несколько точек на границе поверхности одного объекта принадлежат также границе на поверхности другого объекта.

Зеркальные объекты могут быть расположены где угодно: в полном или в частичном контакте с другими объектами или полностью внутри какого-либо другого объекта без каких-либо ограничений. Лучи будут всегда отражаться от зеркальных поверхностей обратно в ту среду, из которой они пришли.

Nesting volumes Вложенные объемы

Материальные объёмы с преломляющим материалом ведут себя более сложно, так как ZEMAX должен рассчитать значения показателей преломления вдоль пути распространения луча. Следует запомнить следующее правило: если луч попадает в одной и той же точке пространства сразу на два или более объектов, то свойства этой поверхности будет определять последний по списку NSC редактора объект.

Имеется пять различных случаев, которые следует иметь в виду при работе с преломляющими объёмами:

1) Один объект полностью находится вне другого объекта и не соприкасается с ним ни в одной точке.

2) Один объект полностью находится внутри другого объекта и не соприкасается с ним ни в одной точке.

3) Один объект полностью находится внутри другого объекта и частично соприкасается с ним в одной или более плоскостях.

 

4) Один объект полностью находится вне другого объекта и частично соприкасается с ним в одной или более плоскостях.

5) Один объект перекрывается другим объектом, так что часть его объёма находится внутри другого объекта.

Случай 1:

Если один объект находится вне другого объекта и они не соприкасаются друг с другом, то нет ограничений на трассировку лучей.

Случай 2:

Если один объект находится внутри другого объекта, то нет ограничений на трассировку лучей. Например, прямоугольный объём из воздуха может быть

помещён внутрь другого прямоугольного объёма из стекла для моделирования воздушной полости в объёме стекла.

Случай 3:

Два объекта могут быть расположены таким образом, что одна из граней одного объекта и какая-либо грань другого объекта будут расположены в одной плоскости. Например, два прямоугольных блока из стекла могут быть расположены так, что одна или более граней одного объекта (частично или полностью) будут находиться в контакте (частично или полностью) с одной или более гранями другого объекта. Эти два объёма могут быть заполнены разными материалами. Однако, если один из объектов находится полностью внутри другого объекта, за исключением плоскости контакта, то "внутренний" объект ДОЛЖЕН быть определён в таблице редактора "NSC Editor" после "внешнего" объекта (имеется в виду порядок в списке объектов). Это требование вытекает из того, чтобы ZEMAX мог определить, на каком из материалов происходит преломление лучей, если объекты имеют несколько общих пограничных поверхностей. Любое число таких контактирующих объектов может быть расположено вместе друг с другом до тех пор, пока внешние объекты будут следовать в списке редактора "NSC Editor" перед внутренними.

 Eсли несколько объектов вложены друг в друга и имеют одну общую грань (как, например, блок стекла, расположенный внутри воздушного блока, который, в свою очередь, расположен внутри другого блока стекла), то самый внешний объект должен быть определён (в таблице редактора) первым, затем должен быть определён следующий внутренний объект, а уж затем самый внутренний объект. Если этот порядок будет нарушен, то будет иметь место случай 5, и на экране появится сообщение об ошибке (если какой-либо из лучей пересечёт грань объекта, для которой нарушено указанное условие).

Случай 4:

Два объекта могут быть также расположены таким образом, что одна из граней одного объекта и одна из граней другого объекта будут находиться в одной плоскости, так что объекты контактируют только в этой плоскости, а их остальные объёмы находятся один вне другого. ZEMAX автоматически обнаруживает этот случай, так что в этом случае нет необходимости для соблюдения какого-либо порядка в записи объектов, а также нет необходимости в задании специальных параметров для корректной трассировки лучей.

Случай 5:

Если два объекта перекрываются друг с другом, так что только часть объёма одного объекта находится внутри другого объекта, то это приведёт к ошибке, поскольку вложенные объёмы не определены однозначно. ZEMAX автоматически обнаруживает такую ошибку и выводит на экран соответствующее сообщение об ошибке, если какой-либо из лучей пересечёт "нарушенный" объём.

 

 

General rule for object placement

Главное правило расположения объектов

Запомните: если луч попадает в одной и той же точке пространства сразу на два или более объектов, то свойства луча в этой точке будет определять последний из этих объектов по списку NSC редактора.

Например, если линза с дифракционной решеткой является объектом номер 1, а другая линза без решетки с такой же толщиной и радиусом сделана из воздуха или стекла и помещена внутрь первой линзы и обозначена как объект номер 2, то луч, попадающий в общую зону этих двух объектов, будет вести себя так, как если бы он попал только на объект номер 2.

Это позволяет вводить в схему объекты с внутренними полостями и объекты со сложной внутренней структурой.

 

Refraction and reflection from NSC objects

Преломление и отражение на NSC объектах _______________

Для всех NSC-объектов можно задать в таблице NSC-редактора какой-либо материал. Отражающие, преломляющие и поглощающие свойства объекта зависят от типа объекта, - является ли объект материальным объёмом или поверхностью, - и от материала. Материал может иметь имена: "MIRROR", "ABSORB" или имена однородных стёкол, содержащихся в одном из каталогов стёкол.

Описание свойств объектов дано в следующей ниже таблице.

OBJECT PROPERTIES BY MATERIAL СВОЙСТВА ОБЪЕКТОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МАТЕРИАЛА

Object Type Тип объекта	Пустота (пробел в таблице) или стекло		Материал типа "MIRROR"	Материал типа "ABSORB"
Volume (объём)	Все грани являются преломляющими поверхностями		Все грани являются отражающими поверхностями	Все грани являются поглощающими поверхностями
Surface (поверхность)	Объект игнорируется
Polygon Object (объём)	Если в РОВ-файле грани определены как отражающие или как поглощающие, то они сохраняют эти свойства. Преломляющие грани останутся преломляющими.		Если в РОВ-файле грани определены как поглощающие, то они сохраняют это свойство. Все другие грани становятся отражающими.	Если в РОВ-файле грани определены как отражающие, то они сохраняют это свойство. Все другие грани становятся поглощающими.
15-44 Chapter 15: NON-SEQUENTIAL COMPONENTSObject Type Тип объекта		Пустота (пробел в таблице) или стекло	Материал типа "MIRROR"	Материал типа "ABSORB"
Polygon Object (поверхность)		Объект игнорируется.	Если в РОВ-файле грани определены как поглощающие, то они сохраняют это свойство. Все другие грани становятся отражающими.	Если в РОВ-файле грани определены как отражающие, то они сохраняют это свойство. Все другие грани становятся поглощающими.

 

Отражающими объектами обычно являются поверхности, а не объёмы. Примерами могут служить плоские, искривленные и граненые зеркала. Световые трубки также могут быть промоделированы группой плоских рефлекторов. Некоторые типы рефлекторов могут иметь замкнутые объёмы, на внутренние поверхности которых свет никогда не попадает. Примерами могут служить прямоугольные или сферические объёмы, для которых все поверхности определены как отражающие. Любой объём, для которого указан материал типа "MIRROR" будет полностью отражающим.

Преломляющие объекты всегда должны иметь замкнутые объёмы. Это относится к линзам, призмам, твёрдотельным световодам и замкнутым гранёным объёмам.

 

Поглощающими свойствами могут обладать поверхности или объёмы, для которых указан материал типам "ABSORB".

Объекты типа "Polygon" могут быть образованы из граней, и каждая отдельная грань может обладать либо преломляющими, либо отражающими, либо поглощающими свойствами.

Обратите внимание на то, что объекты типа "STL Object" проявляют себя таким же образом, как другие материальные объёмы, а не как объекты типа "Polygon Object", поскольку STL-формат не поддерживает разные свойства (преломляющие, отража­ющие или поглощающие) для отдельных граней.

Defining Polygon Objects

Определение объектов типа "Polygon Object" ______________

Объекты типа "Polygon Object" - это объекты, определяемые пользователем; они образуются из группы треугольников, размещенных определенным образом в трехмерном пространстве. Координаты треугольников задаются в простом ASCII-файле, имя которого имеет расширение РОВ (от Polygon Object).

РОВ-файл может быть создан и отредактирован в любом текстовом редакторе. Файл содержит ряд строк с данными. Каждая строка начинается с одной буквы, или символа, за которыми следуют числовые данные, относящиеся к этому символу. Описание используемых символов и их значений дано ниже.

The comment symbol:! Символ комментария:!

Символ "!" используется для определения линии с комментарием.

Синтаксис:

! Какой-либо текст комментария

Пример:

! A dove prism

The vertex symbol: V Символ вершины: V

Символ "!" используется для определения вершины; за символом следуют числа, определяющие номер и координаты вершины х, у и z.

Синтаксис:

V номер вершины х у z

Пример:

V 1 -1.0 -1.0 0.0

Обратите внимание на то, что номер вершины должен задаваться целым числом, а координаты вершины - числами с десятичной точкой. Числа должны быть разделены пробелами.

The triangle symbol: T Символ треугольника: Т

Символ "Т" используется для соединения трёх вершин треугольника.

Синтаксис:

Т номер_вершины_1 номер_вершины_2 номер вершины 3 флаг

Номера вершин должны соответствовать вершинам, определенным ранее в этом же файле.

 

 

Значения флага -1, 1 и 0 задают поглощающее, отражающее и преломляющее свойство (данной поверхности) соответственно. Обратите внимание на то, что разные поверхности объекта типа "Polygon Object" могут иметь различные свойства:

поглощающее, отражающее или преломляющее.

Пример:

Т 1 2 3 О

Эта строка определяет треугольную поверхность (образованную соединением вершин под номерами 1, 2 и 3) с преломляющим свойством.