如何使用Zernike多項(xiàng)式模擬黑盒光學(xué)系統(tǒng)
這篇文章講述了如何在OpticStudio黑盒文件無(wú)法使用的時(shí)候,使用澤尼克(Zernike)多項(xiàng)式作為替換方式,描述光學(xué)系統(tǒng)的波前像差并精確給出光學(xué)系統(tǒng)的成像結(jié)果。
需要注意以下幾點(diǎn): 近軸系統(tǒng)使用原系統(tǒng)相同的視場(chǎng)和波長(zhǎng) 近軸系統(tǒng)的入瞳直徑與原系統(tǒng)的出瞳直徑數(shù)值相同。在近軸系統(tǒng)中,入瞳、光闌和出瞳位于同一面上。 近軸透鏡的焦距和到像面的距離設(shè)為原系統(tǒng)出瞳位置的-1倍。-1倍是因?yàn)槌鐾恢檬菑南衩娴焦馔珌?lái)計(jì)算的,但是表面厚度是從光瞳到像面計(jì)算的,因此我們需要變換符號(hào)。 近軸系統(tǒng)一階光學(xué)參數(shù)和原系統(tǒng)相同。 近軸系統(tǒng)的出瞳和原系統(tǒng)出瞳的位置和尺寸完全相同。為了將原系統(tǒng)的像差加載到近軸系統(tǒng)上,我們?cè)诮S面后緊貼著插入澤尼克標(biāo)準(zhǔn)相位(Zernike Standard Phase)面。這樣做的目的在于我們可以提取原系統(tǒng)的澤尼克系數(shù)并加載在近軸系統(tǒng)的澤尼克標(biāo)準(zhǔn)相位面上。 復(fù)制澤尼克數(shù)據(jù) 回到”Cooke One Field One Wavelength.zmx”文件。點(diǎn)擊分析選項(xiàng)卡(Analysis)->波前圖(Wavefront)->澤尼克標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)(Zernike Standard Coefficients)。OpticStudio將計(jì)算系統(tǒng)的波前,并匹配對(duì)應(yīng)的澤尼克多項(xiàng)式。 波前的采樣率和澤尼克多項(xiàng)式的項(xiàng)數(shù)可以在參數(shù)設(shè)置菜單中設(shè)置。波前采樣和多項(xiàng)式系數(shù)的關(guān)鍵參數(shù)是RMS擬合誤差(RMS fit error)和最大擬合誤差(Maxium fit error)。在本例中使用默認(rèn)采樣和多項(xiàng)式項(xiàng)數(shù)參數(shù)得到如下結(jié)果: 這表示當(dāng)我們?cè)跐赡峥讼禂?shù)表示的波前上減去實(shí)際波前時(shí),其殘留的誤差在百萬(wàn)分之一個(gè)波前量級(jí)。這已經(jīng)非常接近了!然而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)您需要對(duì)波前采樣率和多項(xiàng)式系數(shù)進(jìn)行調(diào)整以保證多項(xiàng)式較高的匹配度。 我們現(xiàn)在需要將澤尼克多項(xiàng)式系數(shù)轉(zhuǎn)移到近軸等效系統(tǒng)中。我們可以輸出澤尼克數(shù)據(jù)并將其輸入到近軸系統(tǒng)中,但這一過(guò)程非常繁瑣。我們可以使用宏來(lái)完成這一操作。 下面這個(gè)宏(包含于示例文件中)名為Zernike Readout.zpl,它可以提取系統(tǒng)的澤尼克數(shù)據(jù)并保存成.DAT格式的文件,該格式文件可以在近軸等效系統(tǒng)中的表面屬性(Surface Properties)->導(dǎo)入(Import)->導(dǎo)入數(shù)據(jù)文件(Import Data File)中導(dǎo)入。宏執(zhí)行該操作的過(guò)程如下所示: 首先定義所有需要的變量。 |
1.行業(yè)新聞、市場(chǎng)分析。 2.新品新技術(shù)(最新研發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品技術(shù)介紹,包括產(chǎn)品性能參數(shù)、作用、應(yīng)用領(lǐng)域及圖片); 3.解決方案/專(zhuān)業(yè)論文(針對(duì)問(wèn)題及需求,提出一個(gè)解決問(wèn)題的執(zhí)行方案); 4.技術(shù)文章、白皮書(shū),光學(xué)軟件運(yùn)用技術(shù)(光電行業(yè)內(nèi)技術(shù)文檔);
如果想要將你的內(nèi)容出現(xiàn)在這里,歡迎聯(lián)系我們,投稿郵箱:service@opticsky.cn
光學(xué)軟件
24小時(shí)人氣排行
- 大連理工褚金奎團(tuán)隊(duì)利用曲面型微透鏡陣列結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)人工復(fù)眼
- 上海光機(jī)所在皮秒激光器精密光同步研究方面取得新進(jìn)展
- 用于6G無(wú)線(xiàn)通信的石墨烯增強(qiáng)型太赫茲非線(xiàn)性光學(xué)技術(shù)
- 我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)合作提出高能粒子渦旋特性探測(cè)的原創(chuàng)方案
- 泰興市和宸晶體科技有限公司
- 效率23.4%!西湖大學(xué)在柔性疊層太陽(yáng)電池領(lǐng)域取得重要突破
- 我國(guó)科研人員研制出超導(dǎo)雙光子空間符合計(jì)數(shù)器
- 華中科技大學(xué)李霖團(tuán)隊(duì)在里德堡量子調(diào)控領(lǐng)域取得新突破
- 一種新型鈣鈦礦疊層電池:轉(zhuǎn)換效率達(dá)24.6%
最新文章
- 一種新型鈣鈦礦疊層電池:轉(zhuǎn)換效率達(dá)24.6%
- 我國(guó)科研人員研制出超導(dǎo)雙光子空間符合計(jì)數(shù)器
- 華中科技大學(xué)李霖團(tuán)隊(duì)在里德堡量子調(diào)控領(lǐng)域取得新突破
- 泰興市和宸晶體科技有限公司
- 效率23.4%!西湖大學(xué)在柔性疊層太陽(yáng)電池領(lǐng)域取得重要突破
- 我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)合作提出高能粒子渦旋特性探測(cè)的原創(chuàng)方案
- 上海光機(jī)所在皮秒激光器精密光同步研究方面取得新進(jìn)展
- 用于6G無(wú)線(xiàn)通信的石墨烯增強(qiáng)型太赫茲非線(xiàn)性光學(xué)技術(shù)
- 創(chuàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)超寬帶太赫茲偏振態(tài)的高精度動(dòng)態(tài)調(diào)控
- 大連理工褚金奎團(tuán)隊(duì)利用曲面型微透鏡陣列結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)人工復(fù)眼