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離軸拋物面反射鏡是光學工業(yè)中一種重要的設計類型。本文演示了如何根據制造商給出的規(guī)格設計一個離軸拋物面反射鏡,并演示如何使用主光線求解將像面中心與主光線路徑對齊。(聯(lián)系我們獲取文章附件) d.+vjMI zZxP=
c 簡介 |Bn=$T] Y}Dp{ 離軸拋物面反射鏡的優(yōu)點是光束通過反射到達像面途中將不會受到遮擋。使用 OpticStudio 可以很簡單地建模一個表面的任何離軸部分,不管其是否為拋物面。本教程將向您展示如何建模一個離軸拋物面反射鏡。這里所示的概念適用于任何偏心表面,并不局限于離軸拋物面反射鏡。
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|4u 離軸拋物面鏡設計參數 j\vK`.z 8x{vgx @M 我們將制作一個商用的離軸拋物面反射鏡。這個設計練習的目標是能夠使反射鏡在光軸(Z軸)上的任意一點繞X軸傾斜。反射鏡的規(guī)格如下: J.&q[ D;L :a`Y 離軸距離:150mm B -KOf 焦距:1000mm =j{jylC 元件物理直徑:203mm e\dT~)c <Hp"ZCN ^"Y'zIL 反射鏡背面的基底垂直于光軸。 WY,t> 1c R',w~1RV' I%&9`ceWY PHXP1)^}S \XN5)) 如果您不熟悉任何在本教程中使用的步驟,請先參考 “如何使序列光學元件傾斜和偏心” 文章后,再嘗試本文內的詳細步驟。 PYUY bRn 9JtvHUkO 輸入基礎幾何結構 mx[^LaR>v So^`L s;S 設計開始時,我們將首先定義系統(tǒng)設置。在系統(tǒng)資源管理器中進行以下調整: e.+)0)A- @Otc$hj +,[3a%c)H ·設置 系統(tǒng)孔徑 (Aperture)…孔徑類型 (Aperture Type) :入瞳直徑 (Entrance Pupil Diameter) 和孔徑值 (Aperture Value) :100 q+z\Y? ·設置 單位 (Units) …鏡頭單位 (Lens Units):毫米 (Millimeters) {q)B@#p ·設置 波長 (Wavelengths) …波長1 (Wavelength 1) : 0.550 um g?VME]: hq*JQb;Y}
gh}AD1TN] 接下來我們可以開始定義系統(tǒng)的幾何結構。在鏡頭數據編輯器中的光闌面后添加一個表面,然后在表面1-3上輸入以下參數。請注意,像面上有一個用戶定義的30 mm 的半直徑,如求解欄中所顯示。 u
s0'7|{q 5:d2q<x:{ 8?YW i C]H <L#)ZU gB(W`:[ 標準面的矢高值或Z坐標定義為: $.1'Ym
]mj+*l5 ,OCTm%6e 其中 c 是曲率(曲率半徑的倒數),r 是鏡頭單位下的徑向坐標,k 是圓錐系數。定義中,雙曲線的圓錐系數小于 -1,拋物線的圓錐系數等于 -1,橢圓的圓錐系數在 -1 和 0 之間,球面的圓錐系數為 0,扁橢球的圓錐系數大于0。要使鏡面呈拋物線形式,輸入圓錐系數為 -1。 2P
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OR9+ 因為鏡面的焦距是曲率半徑的一半,所以輸入曲率半徑為 -2000 mm 。曲率半徑的符號是負的,因為曲率中心在鏡子的左邊(沿- Z軸方向)。另外,因為表面1和像面在同一位置,所以我們將選擇不在視圖中繪制表面1,以便我們只能看到該位置的像面。在表面屬性中設置以下屬性: I`TD*D ;5k|gW O-5U|wA {?y7' 要使反射基底平坦且與光軸正交,請在表面屬性對話框中選擇以下選項。因為制造商沒有在他們的網站上指定基底的厚度,我們將設置 厚度 (Thickness) :40mm。 cQ41NX@I #}(Df& f5%
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