ZEMAX如何模擬復(fù)雜的菲涅爾透鏡

該物體兩個(gè)表面均為偶次非球面表面，我們可以通過控制它的曲率半徑、圓錐系數(shù)、上限為r^16的偶次多項(xiàng)式非球面系數(shù)、以及用戶定義的最大孔徑、最小孔徑和厚度等參數(shù)，來較為理想地對(duì)菲涅爾透鏡進(jìn)行建模。

下圖為一個(gè)復(fù)雜菲涅爾透鏡的實(shí)例，其前表面是簡(jiǎn)單偶次非球面，后表面是五個(gè)圓環(huán)組成的非球面表面。

我們可以用五個(gè)環(huán)形非球面透鏡物體來實(shí)現(xiàn)建模，如下圖所示：

您可以在文章開篇的鏈接中找到該示例文件，有關(guān)該文件的說明如下：

第二到第五圓環(huán)材料 (Material) 欄的求解類型設(shè)置為拾取第一個(gè)圓環(huán)的材料，這樣可以保證所有圓環(huán)的材料都與第一圓環(huán)保持一致。

第二圓環(huán)的最大后孔徑 (Maximum Back Aper)  同樣設(shè)置為拾取求解類型，拾取第一個(gè)圓環(huán)的最小后孔徑 (Minimum Front Aper)，其余圓環(huán)的孔徑設(shè)置也以此類推。這樣在調(diào)整某個(gè)圓環(huán)的徑向高度時(shí)，其它圓環(huán)會(huì)自動(dòng)根據(jù)你的調(diào)整發(fā)生相應(yīng)變化，而不會(huì)在圓環(huán)間產(chǎn)生重疊或空隙。

對(duì)于前表面來說，第二到第五圓環(huán)的前半徑（前表面的曲率半徑，F(xiàn)ront Radius）、前圓錐系數(shù) (Front Conic)、前偶次非球面系數(shù) (Front r^2…) 均分別與第一圓環(huán)的各參數(shù)相同，以此來形成一個(gè)光滑連續(xù)的非球面。進(jìn)行該操作大約需要設(shè)置40個(gè)拾取求解類型，所以我們編寫了簡(jiǎn)單的宏來快速地達(dá)到這一目的。

每一個(gè)圓環(huán)后半徑（后表面的曲率半徑，Rear Radius）、后圓錐系數(shù) (Rear Conic)、厚度 (Thickness) 以及后偶次非球面系數(shù) (Rear r^2… ) 都是單獨(dú)設(shè)置的，用以構(gòu)成菲涅爾凹槽。

由于使用了拾取求解來將物體鎖定在一起，所以只需要輸入那些圓環(huán)之間不同的參數(shù)即可。第一圓環(huán)（物體1）被其它圓環(huán)當(dāng)作參考物體，所以，當(dāng)?shù)谝粓A環(huán)移動(dòng)時(shí)，其他圓環(huán)也會(huì)自動(dòng)移動(dòng)，以保持與第一圓環(huán)相對(duì)位置不變。因此，只需要移動(dòng)第一圓環(huán)就可以將所有圓環(huán)作為一個(gè)整體來移動(dòng)。