表面和几何体(Surfaces and Geometries)

在Ansys Zemax OpticStudio (ZOS) 中,有两种建模模式可用于创建几何体。然而,Speos并不区分这些几何结构类型。以下信息可帮助您了解导出的内容:

序列模式(Sequential Mode):在创建序列几何体时,光线会按照定义的序列从一个表面追迹到另一个表面。光线必须遵循清晰的路径。序列模式仅限于追迹每条光线的单一透射或反射路径,具体取决于使用的是折射元件还是反射元件。虽然序列模式适用于分析成像系统和无焦系统的性能,但它不适用于照明系统或杂散光和散射起重要作用的系统。

非序列模式(Non-Sequential Mode):非序列几何体非常适合分析杂散光、散射和照明。在此模式下,光源、物体和传感器会按照光线从光源发射后与物体发生物理相互作用的顺序相遇。光线可能会多次与物体发生相互作用,也可能根本不会发生相互作用。在每个界面处,父光线可能会分裂成多条子光线,这些子光线会被透射、反射、吸收或散射。

OpticStudio序列(SEQ)和非序列(NSC)模式的光学系统将得到支持。从2025R2版本开始,将不支持混合模式。导出程序从LDE收集透镜形状数据并从NCE收集物体形状信息。还采集像面位置和孔径光阑。

表1:具有旋转对称性的支撑几何体

表2:不具有旋转对称性的支撑几何体

以下是对可以或不可以导出到Speos的表面和几何体的讨论:

膜层(Coatings)

膜层性能包括在导出文件中,以反射、透射和吸收的形式作为波长、入射角、偏振和方向(进入或退出材料)的函数。在有效波长范围内,每隔10纳米采样一次膜层性能。支持所有膜层类型。没有膜层的表面或面将按"光学抛光"材料导出。

导出程序收集大多数材料的材料数据:材料和库名称、色散和内部传输。不支持"扩展"和"Sellmeier 2"色散方程。不支持模型玻璃。不支持GRIN材料。

注: 所有边缘表面都将以相同的膜层导出。

镜面(Mirrors)

支持序列模式和非序列模式下的镜面。对于未涂覆膜层的镜面,假设其表面涂有一层厚铝膜(请参见材料(Material))。涂层性能也将被导出。

如果镜面有基底(在序列模式下),则该表面将以实体的形式导出。如果没有基底,则将以表面的形式导出。

虚拟表面(Dummy surfaces)

SEQ模式下的虚拟表面(没有定义不影响光线的材料的表面)不包括在导出文件中。空物体(在非序列模式下)将不包括在导出文件中。

支持的孔径类型‌

您可以在ZOS中创建并导出具有表面定义孔径的透镜和表面。表面孔径用于处理渐晕的影响。孔径类型定义了光线通过的区域。在Ansys Zemax OpticStudio中,您可以为每个表面定义一个孔径。例如,一个透镜可能在前表面有一个孔径,在后表面有一个孔径。但是,为了确保*.ODX文件能够在Speos中成功导入,您需要遵守一些关键要素:
  • 支持的孔径类型有矩形、椭圆形和圆形。
  • 如果您在同一个几何体上在前表面创建一个孔径,在后表面创建一个孔径,则这两个孔径必须具有相同的光学孔径类型和参数。

连续模式下的孔径光阑将按环面导出。内径(ID)将取自光阑面的"净口径"。外径(OD)假定为内径的3倍。环形面的中心将位于表面原点。在某些系统中,这可能会在环形面和镜头之间产生重叠。在这些情况下,应添加一个虚拟表面来定义孔径光阑。在非序列模式下,如果系统中存在环面,则将其导出,但在导出前不会自动将环面添加至系统。

Speos不接受尺寸小于0.01mm的物体。所有通光孔径、边缘和探测器宽度的最小值都应为0.01mm。此外,该规则也适用于像面。请确保将像面净口径固定为0.01mm以上的值。

支持LDE(镜头数据编辑器(Lens Data Editor))中由3个表面组成的双胶合透镜。

注: 当STOP表面定义在"空气中"的表面(即当表面没有材料,且前表面也没有材料)时,则忽略孔径参数,并将STOP表面导出为环形面。这对于所有孔径类型都有效。