渐变1(Gradient 1)

该面具有和标准面一样的面类,介质的折射率定义为

其中,r2 = x2+y2。要求指定四个参数:最大步长Δt、基本折射率n0、径向二次折射率nr2以及径向线性折射率nr1。注意nr2和nr1都有单位。

关于渐变折射率表面的最大步长的讨论(Discussion on maximum stepsize for GRIN surfaces)

最大步长大小是在沿局部z轴的镜头单位下测量的,用于确定以多少增量移动后重新计算渐变折射率量。  例如,如果Δt = 0.1且系统单位为毫米,则将沿z轴每增加0.1毫米重新计算折射率。  因此,光线每穿过此渐变表面0.1mm就会折射一次。

最大步长Δt的设定可以权衡光线追迹的速度与精度。所要求的精确值取决于系统的数值孔径和系数的大小。要确定一个合适的步长,先从大的数值(在表面厚度的量级上)开始,然后计算点列图。观察RMS点列图光斑半径,然后按其值的2倍减少步长。如果点列图的RMS半径按很小的百分比变化,则新的步长可能足够小。否则,继续减小步长。尤其在最后的设计阶段,你可能还想再减小步长。使用太小的步长会降低光线追迹的速度,并且不能提高其精度,这没有必要。OPD追迹一般比光线追迹更慢,因此当检视OPD扇形图时可重复上述步骤。在设计过程中应该适时检查以确保步长合适。

对渐变折射率表面后面的面的限制(Restriction on surfaces following GRIN surfaces)

通过渐变折射率介质的光线追迹需要迭代以确定光线与渐变折射率表面后面的面的交点。因此,不是所有的表面都可以跟在渐变折射率表面的后面。若在渐变折射率表面后面的表面不被支持,则会显示一条错误信息。

渐变1的参数定义

参数# 定义
1 Δt
2 n0
3 nr2
4 nr1

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