0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

Zemax不同面型的归一化半径如何设置

LD18688690737 来源:光电资讯 2023-09-04 10:14 次阅读

Zemax中有一些表面定义的时候使用了归一化半径,而不是原本的位置坐标(即不使用 Z= f(x,y) 或 Z= f (r)的方式来定义)。

对于使用归一化半径的那些表面,大多数sag的表达式在系数表示方面用的是 Z= f(ρ) 。这里的可以是 ρ= x/Norm radius, 或ρ= y/Norm radius 或ρ= r/Normradius.归一化半径是没有量纲的。默认的归一化半径值是100,下面介绍一下如果需要在已经定义好的表面基础上更改归一化半径,在保证矢高不变的情况下系数该如何更改。

例如常见的扩展多项式面型的矢高定义如下所示:

21ff41a4-4a00-11ee-97a6-92fbcf53809c.png

假设当前表面中设置的归一化半径的值为 M ,那么根据参数14的说明,把多项式的前几项为:

222d98ba-4a00-11ee-97a6-92fbcf53809c.png

即要将归一化半径从M变为1时,要保证不改变 Ze 对应系数的变更应该如下表所示:

归一化半径 系数1 系数2 系数3 系数4 系数5 系数6
M A1 A2 A3 A4 A5 A6
1 A1/M A2/M A3/M/M A4/M/M A5/M/M A5/M/M/M

对于Zernike Standard Sag 表面,是由与偶次非球面(支持平面、球面、圆锥面和多项式非球面)相同的多项式加上附加 Zernike Standard 系数定义的附加非球面项组成,面矢高的形式为:

225c4836-4a00-11ee-97a6-92fbcf53809c.png

可以看到附加项矢高是通过 Z=f(ρ,φ)(“Zernike Standard 系数”)来描述的,其中的ρ是归一化径向坐标,假设设置的归一化半径是N,那么(r,θ)处的归一化坐标ρ = r/N, 其中r = srqt(x*x+y*y),对应的Zernike Standard 多项式的系数如下图所示:

227750ae-4a00-11ee-97a6-92fbcf53809c.png

与上面讨论的扩展多项式类似,上面的附加项展开是Z= A1*Term1 + A2*Term2+A3*Term3+ A4*Term4+…,但如果按照上面的思路来进行系数的换算的话,观察Z4项/Z11就会发现,对于包含了有常数项的Zernike项,还要复原参数带来的常数项影响。

例如对Zernike Standard Sag 更改Norm radius如果通过更改系数来维持表面矢高不变,为简单起见仅使用Zernike项到第5项,假设一个表面初始的归一化半径设定为10,现在要更改到100,原Zernike项的系数A1=A2=A3=A4=A5=1根据上面扩展多项式的例子,可以知道Z2~Z5系数的对应关系如下:

归一化半径 A2 A3 A4 A5
10 1 1 1 1
100 10 10 100 100

由于Z4是有常数项的,系数缩放后常数项(也被缩放)与原来的值不同,我们可通过更改Z1的系数A1把这个影响消除掉。原来式子中的常数项为 1-sqrt(3),现在式子中的常数项为 A1*1 - 100*sqrt(3)。

上下两式相等计算得到新的A1=1-sqrt(3) +100*sqrt(3)=172.473。

如下图所示在软件中设置相应的参数来验证:

1、新建空白文件,将表面1设置为Zernike Standard Sag 表面,设置表面1的半直径为100, 参数13 最大项数# = 5

2、添加两个多重结构,输入上表不同归一化半径的系数,其中结构1代表归一化半径 = 10,结构2代表归一化半径 = 100。

228a3ebc-4a00-11ee-97a6-92fbcf53809c.png

对于更改归一化半径之后的Z1的系数,可以通过软件来计算,在评价函数中添加如下操作数,利用SSAG实现在两种不同的结构中计算同一个位置的矢高值,优化目标是让两种设置中的sag值一样(通过第5行DIFF实现,注意第5行设置了权重)

22c39c52-4a00-11ee-97a6-92fbcf53809c.png

在Multi configurationeditor将结构2中的参数A1设置为变量,优化后软件计算得到正是上面分析的理论值。

通过以上的方法,可在需要将已经设计好的表面重新调整Norm 但不想面型改变时,来指导系数的修改。但实际上Norm Radius不改变通光孔径,只是一种定义面型的方法。

Ansys Zemax是一套综合性的光学设计软件,它能够快速准确的完成光学成像及照明设计等工作。尤其在当代这个科技发展迅速的时代,这款软件在AR,VR,汽车HUD,以及半导体电子等行业都有不错的应用,Ansys Zemax所提供的功能都能够解决很多实用的问题。

光研科技南京有限公司是国内可靠的光学软件和仪器光电供应商,在Ansys Zemax等光学软件的代理方面多年磨一剑,已经为广大企业,研究所以及高校提供了很多优秀的相关产品和服务,在行业内建立了值得信任的口碑。

审核编辑:汤梓红

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 参数
    +关注

    关注

    11

    文章

    1832

    浏览量

    32197
  • 半径
    +关注

    关注

    0

    文章

    4

    浏览量

    6853
  • ZEMAX
    +关注

    关注

    3

    文章

    34

    浏览量

    11372

原文标题:Zemax不同面型的归一化半径如何设置

文章出处:【微信号:光电资讯,微信公众号:光电资讯】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    半电波暗室归一化场地衰减的预测pdf

    半电波暗室归一化场地衰减的预测半电波暗室常用于无线电噪声发射的测试,而它和开阔场(OATS: Open Area Test Site)之间的归一化场地衰减(NSA: Normalized Site
    发表于 10-12 09:48

    谈谈 :【归一化

    归一化”,这个名词,究竟什么是归一化呢?先简单说说,归1,我们都习惯说【0】表示低电平,【1】表示高电平。其实这个低电平、高电平理解可以很广的。例如我们可以认为3.3V是高电平,也可以认为5V
    发表于 02-24 21:55

    TMS320C54X DSP 的定标和归一化

    本帖最后由 mr.pengyongche 于 2013-4-30 03:11 编辑 TMS320C54X DSP 的定标和归一化问题看书看到TMS320C54x有个桶形移位器。其功能是定标
    发表于 03-01 13:58

    归一化香农能量代码

    对信号做归一化香农能量分析,各位大虾指点下
    发表于 05-16 16:20

    【原创分享】归一化在电机控制中究竟有什么用?

    本帖最后由 松山归人 于 2021-5-13 09:17 编辑 讲解人:赵云老师(张飞电子学院高级工程师)哈喽,大家好,今天我们来了解归一化在电机控制中的作用,那么首先我们需要先了解
    发表于 05-13 09:16

    什么是归一化算法呢?怎样去使用归一化算法呢

    什么是归一化算法呢?怎样去使用归一化算法呢?
    发表于 02-25 06:19

    光学设计——ZEMAX手册

    ZEMAX能做什么? ZEMAX能够在光学系统设计中实现建模、分析和其他的辅助功能。ZEMAX的界面简单易用,只需稍加练习,就能够实现互动设计。ZEMAX中有很多功能能够通过选择对
    发表于 01-04 17:33 0次下载

    归一化自整定PID控制器的扩展设计与应用

    归一化自整定PID控制器的扩展设计与应用
    发表于 03-31 17:46 8次下载

    三相四线系统中SPWM与SVPWM的归一化研究

    三相四线系统中SPWM与SVPWM的归一化研究
    发表于 03-30 14:59 15次下载

    傣语语音合成中的文本归一化方法

    本文以开发傣语语音合成系统为目的,重点研究傣语文本中的数字归一化和特殊字符归一化问题。数字和特殊字符都属于傣语文本中的非标准词,文本归一化的主要目的是用标准词表示非标准词的发音。归一化
    发表于 12-06 16:29 0次下载
    傣语语音合成中的文本<b class='flag-5'>归一化</b>方法

    基于谱归一化条件生成对抗网络的图像修复算法

    基于生成对抗网络的图像修复算法在修复大尺寸缺失图像时,存在图像失真较多与判别网络性能不可控等问题,基于谱归一化条件生成对抗网络,提出种新的图像修复算法。引入谱归一化来约束判别网络的判别性能,间接提
    发表于 03-12 10:22 14次下载
    基于谱<b class='flag-5'>归一化</b>条件生成对抗网络的图像修复算法

    【代码收藏夹】C语言的归一化算法

    定义归一化就是要把需要处理的数据经过处理后(通过某种算法)限制在你需要的定范围内。代码/** * @description: * @param {float} x 要归一化的值 * @param
    发表于 01-13 13:18 1次下载
    【代码收藏夹】C语言的<b class='flag-5'>归一化</b>算法

    种大孔径大视场CCD照相物镜的ZEMAX设计过程

    本文用ZEMAX设计了款CCD照相物镜。仅供初学ZEMAX光学设计的人参考。
    的头像 发表于 12-14 11:22 1820次阅读

    PyTorch教程8.5之批量归一化

    电子发烧友网站提供《PyTorch教程8.5之批量归一化.pdf》资料免费下载
    发表于 06-05 10:07 0次下载
    PyTorch教程8.5之批量<b class='flag-5'>归一化</b>

    电磁循迹中什么是归一化

    什么是归一化 归一化就是将所有数据都变成0-1之间的数,将数据映射到0~1范围之内处理,使数据观察更便捷快速。 在电磁车行驶过程中,由于需要通过分析各个电感采集值的情况来判定前方为何种路段。 所以
    的头像 发表于 11-28 15:50 935次阅读