zemax 部分surface type.ppt

1、Surface Type,张选洲 2120130244,ZEMAX 模拟了许多种类型的光学元件。 包括常规的球面玻璃表面，正非球面，环带，柱面等。ZEMAX 还可以模拟诸如衍射光栅、“薄”透镜、二元光学、菲涅耳透镜、全息元件之类的元件。,简介,Standard 标准面,最常用的光学表面是球面。 球面的中心落在当前的光轴上， 顶点也在当前的轴上位置。ZEMAX 将平面看作是球面的一种情形（半径为无穷大的球面），圆锥面也是一种特殊的球面。矢高（sag）：,c 为曲率（半径所对应的）， r 是径向坐标，k 为圆锥系数。圆锥系数对于双曲线小于1，对于抛物线为1，对于椭圆为1 到 0 之间，对于球面为

2、0。,ABCD,ABCD面为“黑匣子”光学系统提供了一种有力的模拟方式。如果有一个透镜（或一个完整的光学系统），它只是所要模拟的一小部分， 而且没有此单独元件的有效数据， 仍然可以将它的性能模拟到一阶。 只需要知道主面的位置和其一阶特性， 如焦距和有效的透射距离。 ABCD表面共有8个参数，这些参数组成的矩阵和出射光以及入射光满足一定的关系：,Atmospheric Refraction 大气折射面,大气折射面主要用于模拟观测星星或者点光源通过地球大气时所产生的折射效应。 这种模型总共有6个参数：观察光源的角度的极值，观察者所在的海拔高度，外界环境绝对温度，大气压强，相对湿度以及观察者所在纬度

3、。,Biconic 双锥面,双圆锥表面允许对 Rx， Ry， Kx 和 Ky 直接指定。矢高计算公式为：,其中,这种表面用于模拟单轴晶体，例如方解石。主要作用是模拟双折射效应。因为双折射效应同时发生在入射面及出射面，所以定义了一个双折射入射面以及一个双折射出射面，在选择表面类型时也必须是使得out位于in之后。 不能同时追迹寻常光和非寻常光，所以有模式0,2追迹寻常光，1,3追迹非寻常光。0,1没有考虑相位影响，但是2,3模式考虑到了相位的变化。,Birefringent In and Birefringent Out,共轭面是由用户指定的两个点定义的。 ZEMAX 总是用表面顶点作为参考点，

4、规定这两个定义共轭面的点以该顶点作为参考点。共轭面上， 一个点对另一个点的成像永远是理想的。让这个共轭面满足经过坐标系原点则这样的共轭面就只有唯一的一个。,Conjugate 共轭面,如果 Z1 和 Z2 同号， 则共轭面是由两个满足下式条件的点产生的：,Conjugate 共轭面,如果 Z1 和 Z2 异号， 则共轭面是由两个满足下式条件的点产生的：,坐标断点表面用于对当前的坐标系统经过平移、旋转等操作来定义一个新的坐标系统。 描述这个新的坐标系统的参数有六个：x-偏心，y- 偏心，绕x轴的倾斜，绕y轴的倾斜，绕z轴的倾斜，此外还有一个表示倾斜和偏心次序的标记。,Coordinate Bre

5、ak Surface 坐标断点表面,三次样条表面主要用来模拟前照灯或者其他非标准的光学表面，但是几乎不用做成像运用。它由八个矢高来描述，这八个值表现了该面在1/8 ， 2/8， 直到8/8半口径处的矢高值。,Cubic Spline 三次样条表面,Gradient 梯度折射率表面,Gradient 1,如果介质的折射率可由下式表示：,其中,则，这种介质可用Gradient 1 来模拟。,它要求 有3 个参数：最大步长尺寸t，基本折射率 n0，和二次系数nr2，一次系数nr1 ，其中nr1和 nr2是有单位的。,Gradient 梯度折射率表面,Gradient 2,如果介质的折射率可由下式表示

6、：,其中,则，这种介质可用Gradient 2来模拟。,它要求 有8个参数：最大步长尺寸t，基本折射率 n0，和其他的六个上面公式中的系数.,Gradient 梯度折射率表面,Gradient 3,如果介质的折射率可由下式表示：,其中,则，这种介质可用Gradient 3来模拟。,它要求 有8个参数：最大步长尺寸t，基本折射率 n0，和其他的六个上面公式中的系数.,Gradient 梯度折射率表面,Gradient 4,如果介质的折射率可由下式表示：,则，这种介质可用Gradient 4来模拟。,它要求 有8个参数：最大步长尺寸t，基本折射率 n0，和其他的六个上面公式中的系数.,Gradie

7、nt 梯度折射率表面,Gradient 5,如果介质的折射率可由下式表示：,则，这种介质可用Gradient 5来模拟。,它要求 有8个参数：最大步长尺寸t，基本折射率 n0，和其他的六个上面公式中的系数.,Gradient 梯度折射率表面,Gradient 6,如果介质的折射率可由下式表示：,则，这种介质可用Gradient 6来模拟。,梯度折射率表面6和梯度折射率表面1的不同点在于梯度折射率表面6使用色散公式来自动地计算n0、n1和n2,其中x取0,1,2，也就是说n0 n1 n2有相类似的表达式，但系数不同。梯度折射率表面6只有一个参数：最大步长尺寸t,Gradient 梯度折射率表面,Gradient 7,如果介质的折射率可由下式表示：,则，这种介质可用Gradient 7来模拟。,梯度折射率表面7要求有5个参数：最大步长尺寸t、R 和 ,其中,Gradient 梯度折射率表面,Gradient TM,此种表面类型模拟 LightPath Technologies 公司的梯度折射率材料毛坯库里备有的透镜。,共有9个参数：如下表所示,Gradient 梯度折射率表面,Gradient 9,如果介质的矢高可由下式表示：,则，这种介质可用Gradient 9来模拟。,梯度折射率表面9要求有3个参数,Gradient 梯度折射率表