材料求解(Material Solves)



模型

"模型(Model)"材料的求解更像"变量(Variable)"半径/厚度的设定,而不是真的解。  OpticStudio 通过改变d光的折射率、阿贝数和部分色散数设定"模型"玻璃,以使玻璃的色散理想化。  使用"材料(Material)"列中的Ctrl-Z快捷键也可以将求解设置为"模型"。随后可采用标准的优化方法对模型玻璃数据值进行优化。

无限制的玻璃优化通常会导致采用折射率非常高的材料。这是因为要获得相同的光焦度,具有高折射率的表面(边界处折射率差值较大)所需的曲率比低折射率表面要小。而表面曲率越小,造成的像差就越小。 

遗憾的是,高折射率的材料成本高昂、材质沉重、难以加工,而且可能易碎、易裂或容易沾染污渍或产生刮痕。而且,折射率超高的材料不一定存在;折射率达到1.9以上(针对可见光)的玻璃只有寥寥数种。阿贝数也限制在大约20到80的范围内。因此,在优化时必须将折射率和阿贝数限制在合理的范围内。此外,还必须将部分色散偏差也限制在相应的范围内。 

即使优化时具有合理的限制,但模型玻璃方法仍具有的一个缺点是,优化参数和得到的折射率值可能与任何实际存在的玻璃不对应。另一个缺点是,由于是在d光(0.5875618微米)下实现理想化色散,因此模型玻璃方法仅在可见光内足够精确。但在可见光范围外,例如紫外和红外,使用模型玻璃会导致计算错误,因此这种情况下不应使用模型玻璃。

关于模型玻璃的更多信息,请参阅"使用模型玻璃(Using model glasses)"。

拾取(Pickup)

玻璃拾取求解使用其他表面中的值作为目标表面的玻璃。另请参阅"求解限制(Solve restrictions)"。

替换(Substitude)

与"模型(Model)"求解类似,"替换(Substitute)"设置与"变量(Variable)"半径/厚度设置类似,不是真正意义上的求解。如果将玻璃求解类型设置为"替换",则在优化期间允许全局优化算法更改玻璃类型。

如果没有给出材料库名(即材料库字段为空),则可以从在"系统选项(System Explorer)"的"玻璃库(Glass Catalogs)"部分中,选择使用的所有库中来选择玻璃。如果提供了玻璃库名称(如Hoya),只有该材料库中的玻璃才会被选中。

为了防止在优化中只选择特定的玻璃,可以在"玻璃库"对话框中为所需避免的玻璃选择"排除替代(Exclude Substitution)",或者使用玻璃替代模板;有关更多信息,请参阅"使用玻璃替换(Using glass substitution)"。

请注意,如果OpticStudio无法在满足玻璃替代模板要求的玻璃库中找到任何玻璃,则会将替代解决方案删除。

偏移(Offset)

当通过色散公式和玻璃库色散数据计算折射率时,偏移求解允许折射率和/或阿贝数发生少量变化。该求解主要用于公差分析。在计算以波长为函数的折射率时,使用折射率和阿贝数需要满足两个条件:

使用的最小波长大于0.3微米,最大波长小于2.5微米。

玻璃库中的色散数据必须介于0.4861327至0.6562725微米的波长范围之间。

如果满足上述两个条件,则折射率的变化量由基本折射率(Nd)和阿贝数(Vd)与偏移Nd和Vd的模型玻璃折射率差值计算。有关模型玻璃属性的详细信息,请参阅"模型(Model)"玻璃。在方程式中,折射率为:

其中,函数n()为模型玻璃的函数。注意,此模型将在每个波长上加上不同的折射率偏移量。如果不满足上述列出的波长带条件,则将折射率偏移添加到所有基本折射率上:

在这种情况下,忽略阿贝数偏移。

下一部分: