Вопросы по анализу оптических систем

COMMON QUESTIONS ABOUT ZEMAX

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ ПО ZEMAX

Введение

В этой главе даны ответы на наиболее часто задаваемые пользователями вопросы, касающиеся инсталляции программы и работы с ней. В некоторых случаях вместо ответов на эти вопросы мы просто даем ссылки на другие разделы этого Руководства или какие-либо другие литературные источники, в которых можно найти наиболее полный ответ на данный вопрос. Если возникший у Вас вопрос не содержится в этой главе, проверьте еще раз по Оглавлению и Алфавитному Указателю (который приведен в конце этого Руководства), нельзя ли найти на него ответ в других главах и разделах этого Руководства.

Вопросы по инсталляции

Вопрос: Как мне инсталлировать ZEMAX?

Ответ: Смотри в главе 1 раздел "Insallation procedure".

Вопрос: Когда с помощью команды Run я начал инсталлировать ZEMAX, появилось сообщение "Please attach ZEMAX hardware lock to parallel port!" ("Пожалуйста, вставьте кодовое устройство ZEMAX в параллельный порт") и инсталляция программы остановилась.

Ответ: Дело в том, что ZEMAX не смог обнаружить в Вашем компьютере (кодовое)    устройство "hardware lock". Убедитесь в том, что Вы установили кодовое устройство правильно, и что оно действительно подсоединено к параллельному порту Вашего компьютера. Если принтер подсоединен к кодовому устройству, то он должен находиться во включенном состоянии. Если кодовое устройство все еще не работает, обратитесь, пожалуйста, к нам за помощью.

Вопросы относительно ввода данных в схему

Вопрос: Кажется, что ZEMAX неправильно рисует лучи; лучи не попадают в апертур-ную диафрагму системы.

Ответ: Наиболее часто это происходит, когда поверхность с апертурной диафрагмой системы находится после поверхности типа "coordinate break". Во избежание этого располагайте поверхность с апертурной диафрагмой системы после поверхностей типа "coordinate break"! Когда поверхность с апертурной диафрагмой системы расположена после поверхности "coordinate break", особенно когда последняя вводит децентрировку по оси х или по оси у, то не могут быть трассированы параксиальные лучи, требуемые для определения положения входного зрачка; а ZEMAX использует параксиальный входной зрачок для трассирования главного и краевого лучей. Попытайтесь переместить апертурную диафрагму системы на пустую поверхность, расположенную перед поверхностью "coordinate break". Если Ваша система обладает вращательной симметрией и диафрагма расположена внутри схемы, то попытайтесь использовать опцию "ray aiming".

Вопрос: Почему я не могу установить толщину на поверхности изображения?

Глава 26: ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО ZEMAX                                                                       26 - 1

Ответ: В ZEMAX принято (соглашение), что толщина поверхности - это расстояние до следующей поверхности; так как плоскость изображения является последней поверхностью в системе, то следующей поверхности после нее просто нет. Хотя в некоторых программах толщина поверхности изображения используется для введения дефокусировки в систему, ZEMAX не работает таким образом. Главный смысл этого заключается в том, чтобы сохранить интерфейс самосогласованным, и, конечно, в том, что ZEMAX не требует обязательного расположения плоскости изображения в параксиальном фокусе. Используйте дополнительную пустую поверхность перед поверхностью изображения для введения дефокусировки.

Вопрос: Почему я не могу установить полудиаметр на поверхности объекта?

Ответ: В ZEMAX размер объекта устанавливается путем определения полей зрения.

        Чтобы получить определенный размер объекта, просто установите этот

        размер при определении поля.

Вопросы по анализу оптических систем

Вопрос: Когда я вызываю график с изображением схемы, то на схеме изображаются лучи, явно идущие за пределами чистых апертур поверхностей элементов. Почему эти лучи не виньетируются?

Ответ: ZEMAX содержит два независимых алгоритма, осуществляющих контроль за размерами полудиаметров поверхностей и за размерами апертур поверхно­стей. Величины, определенные в колонке полудиаметров, используются только для определения размеров элементов при их графическом изображе­нии, а не для определения того, происходит ли на их поверхностях виньети-рование лучей. Виньетирование определяется только через апертуры поверхностей и коэффициенты виньетирования. Для контроля за виньетированием лучей Вы должны установить на поверхностях круглые (или какой-либо другой формы) апертуры с тем, чтобы точно задать размеры данной поверхности, или ввести соответствующие факторы виньетирования для заданных точек в поле зрения. Смотрите главу "Conventions and Definitions" ("Условности и Определения").

Вопрос: На трехмерной схеме кажется, что лучи заходят за поверхность наклонного зеркала, затем отражаются от несуществующей поверхности и идут от зеркала в правильном направлении.

Ответ: Это случается, когда в схеме непосредственно перед поверхностью "coordinate break", которая производит наклон зеркала, расположена пустая поверхностью с нулевой толщиной. ZEMAX трассирует лучи к пустой поверхности, а затем - назад к зеркальной поверхности. Поверхности "coordinate break" никогда не изображаются на схеме. Устранить такое поведение лучей можно, установив величину полудиаметра пустой поверх­ности равной нулю. Альтернативное решение этого вопроса - не используйте пустую поверхность перед поверхностью "coordinate break" вовсе.

Вопрос: Когда я вывожу на экран график функции рассеяния точки (PSF), он имеет вид пучка беспорядочных линий, а вовсе не вид дифракционной картины.

Ответ: Всякий раз, когда Вы выполняете какие-либо дифракционные вычисления, такие как расчет MTF, PSF или дифракционное распределение энергии, Вы должны проверить, соответствует ли установленная Вами для вычислений сетка отсчетов амплитуде и наклону волнового фронта в Вашей системе.

26-2                                           Chapter 26: COMMON QUESTIONS ABOUT ZEMAX

          Для проверки этого выведите на экран график OPD и проверьте, что оптическая разность хода лучей находится в пределах нескольких длин волн. Обычно плотность отсчетов 8х8 является приемлемой для величины peak-to-valley OPD, равной менее одной длины волны, 16х16 - до двух длин волн, 32х32 - до четырех длин волн и так далее. Заметьте, что величину peak-to-valley OPD можно определить по графику поверхности волнового фронта и по выведенным на экран величинам коэффициентов Цернике. Проверку необходимо произвести для всех длин волн (проще всего это сделать с помощью графика OPD, так как он показывает данные одновре­менно для всех длин волн). Если величины OPD превосходят указанные пределы, то дифракционные вычисления будут ошибочными и полученным данным нельзя доверять. К счастью, если величины OPD большие, то нет надобности в дифракционных вычислениях; вместо них можно использовать их геометрические эквиваленты (диаграмму RMS пятна рассеяния и геометрическую модуляционную передаточную функцию MTF).

Вопрос: Каким образом я могу моделировать протяженный источник или источник со сложной структурой?

Ответ: Строго говоря, ZEMAX позволяет моделировать только точечные источники. Обычный подход к решению этого вопроса - это задать несколько точек (поля), моделирующих протяженный источник, а затем добиться максималь­но хороших характеристик схемы для всех этих точек. Свойства изображения обычно мало варьируются по полю зрения, так что бывает достаточно нескольких точек поля для адекватного моделирования протяженного источника. Вы можете, однако, проверить свойства системы по изображению протяженного источника с помощью программы "Image Analysis". Смотри главу "Analysis Menu", в которой дано описание этой программы.

Вопрос: Какие величины используются при построении графиков кривизны и дистор-сии поля? Почему график кривизны поля берет начало не в начале коорди­натной системы?

Ответ: Определения кривизны поля и дисторсии даны в главе "Analysis Menu".