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显微镜照明光学系统设计案例分享

显微镜照明光学系统设计简介以下介绍显微镜的照明光学系统设计。显微镜的规格如下所示:放大倍率:10倍NA:0.2(CCD对角的1/2)视场数:8无限远校正系统(infinity corrected ): 12mm成像镜头焦点距离:200mm工作距离:45mm使用的光源:2mm NA=0.25光学系统的设计分为2类:成像系统 照明系统这里介绍的是照明系统的设计。暗场反射式照明用的非球面聚光镜设计作为暗场照明,为设置上一例中显微镜(成像系统)设计中的物镜,需要使用中心半径为8.5mm的中心遮蔽。最终的镜头数据以及布局图如下所示。在STOP表面上设置中心遮挡半径为8.5mm的孔径。这一部分是对暗场照明物镜的预设。在优化向导中,输入0.57遮蔽因子。表示中心遮蔽比例。本例中设置为中心遮蔽半径为8.5mm / 镜头半径15mm = 0.57 。所使用的评价函数如下所示。第1行 _  EFLY焦点距离设置为20mm。※与显微镜(成像系统)设计的物镜具有相同的焦距。第2行 _  REAB对于像面,指定主光线垂直入射。 对这个光学系统的照度分布进行模拟。在序列模式中可以进行简单的照度分布模拟。选择 分析 >扩展光源分析>几何图像模拟由于现在视场数据的定义是角度,视场大小的单位也是角度。文件选择“CIRCLE”,定义直径为4 ° 面光源。由于指定像面的大小为2,模拟结果表示直径为2mm的区域。结果显示选择为“Cross X”,以显示照度分布的截面图。进行分析之后的结果如下所示。半径0.4mm的范围内可读取到几乎一致的明亮度。在这里,将显微镜(成像系统)和显微镜(照明系统)设计的内容设置在一个文件内。成为显微镜的光学系统的设计案例。另外,该数据通过在多重结构中使用,可以根据结构在明场和暗场照明中进行切换。最终的镜头数据以及布局图如下所示。所使用的多重结构如下所示。在序列模式中使用多重结构。多个光学系统可同时进行定义。多重结结构1是明场照明的设定。使用显微镜(成像系统)设计的物镜数据。镜头数据编辑器中的数据如下所示。多重结构2是暗场照明的设定。使用的是显微镜(照明系统)设计的聚光镜数据。因此明场镜头数据被抑制。对该光学系统进行照度分布的模拟。选择分析 > 扩展光源分析 > 几何图像分析。明场照明(config1)中的照度分布如下所示。在0.64×0.48mm范围内可

Trick: TOLR的另类用途-如何添加一个需要先经过优化才能得到的参数作为操作数添加到Merit function editor 中

TOLR的用途TOLR是优化操作数,与公差敏感度分析有关,目的是返回公差敏感度分析的统计结果,并将这个结果加入到优化过程中。但实际上,包含了compensation过程的公差分析其实就是不同扰动条件下的优化过程。所以TOLR也可以用做一些需要事先经过优化才能得到的参数,当作优化操作数来用。TOLR的使用要添加什么在这一部分讨论的TOLR的使用,与公差没有关系,只要用TOLR背后的优化过程,因此会包含自定义公差脚本部分(因为前一个优化和主要的优化所使用的merit function不同),Tolerancing script中的内容是定义如何补偿及优化的。这里主要用到:CLEARCOMP (remove variables) COMP (set veriables) LOADMERIT (choose merit function) OPTIMIZE 案例及比较在Analyze> Prescription Data> General Dataz 中汇报的 back focus length 是paraxial data,没有相应的操作数,这里利用TOLR来返回这一数据。准备:前一个优化要用的评价函数十分简单, 建立并保存 .MF 文件 。第一个操作数是用来评价BFL的计算,目标是使中心视场近轴光线在像面高度为0。第二个操作数用来计算厚度值的。分别保存为 merit1.mf merit2.mf打开Tolerance> TolerancingSet-up> Mode: SensitivityCriterion> Criterion: User Script/ Script: New 新建一个TSC 文件, 并保存 在选好的Tolerancing界面点击SAVE,保存为 TOLR006.TOP, 这个文件名的format必须符合TOLRXXX的形式。 到这里设置已完成可以直接使用, 比较得出返回的值在各个分析中一致

Zemax STAR模块的自白---【我是一个分析温度、形变对光学系统影响的工具】

欢迎大家的到来,期待大家的回复~~今天,让我们来花点时间让STAR这个小盆友做个全面的自我介绍如果听完自我介绍,想继续了解的盆友们,可以点击如下链接加入STAR User GroupSTAR User Community一同在其中讨论关于STAR的相关问题,分享使用它的乐趣,体会它每一点进步带来的喜悦初出茅庐的STAR可谓是今年涌现的黑马,一举成名,获得了2022 SPIE软件类“棱镜奖”  STAR 模块是什么? 简而言之,STAR 可以和它的小兄弟“FEA有限元分析软件”一起,让 OpticStudio 用户可以在 OpticStudio中采用全部的Analyze功能进行结构应力、 热对光学性能影响的分析。小兄弟负责获得FEA分析结果,剩下的部分STAR和OpticStudio完成。锦上添花的是,我们可以利用STAR 模块包含的 STAR-API programming功能,实现工作流自动化。  STAR 模块的优势在哪?  一句话概括,完成FEA 数据与光学表面准确匹配,并让其精确地反映到光学模型上。改善 STOP 分析的准确性 不同于使用 Zernike 多项式往往需要使用高阶项系数进行形变拟合,STAR 模块将使用数据拟合算法(piecewise spline fit )完成对表面的拟合。‎使用STAR导入的FEA形变数据包含position或者air gap(镜间距)的变化,因此,当用户采用STAR load FEA 数据时,他们既可以获得表面的位移量(RBMs :rigid body motions),也可以获得高阶形变量( higher-order deformations)。所以,STAR考虑了系统整体变化带来的影响(目前应力双折射效应的考量在roadmap中)。‎目前STAR拟合算法对于所有具有实际物理意义的表面都可以准确拟合,换而言之,我们不推荐对于类似近轴透镜(paraxial lens)或者一些相位面(phase surfaces)采用STAR仿真。 原始 FEA 数据仅用于生成数值拟合,拟合后的结果存储在.ZST 文件中用于后续光线追踪和在不同分析中显示结果。值得一提的是,区别于一些solution的点在于,有了STAR,FEA数据中非均匀格点将被支持:将 2D 表面形变转换为非均匀网格矢高数据将 3D 温度分布情况转换为非均匀折射率分布

结合Lumerical和Zemax,一起结伴学习Computational Electromagnetics(计算电磁学)吧

好久不见,关注微纳光学的盆友们应该有关注到目前Lumerical+Zemax的联合解决方案,在7/8月份,我们有两场联合的研讨会,大家可以点开以下链接回看研讨会视频:Zemax 和 Lumerical 工作流程第 1 部分 - 从微观到宏观的光学仿真 (ansys.com.cn)Zemax 和 Lumerical 工作流程第 2 部分- 从微观到宏观的光学仿真 (ansys.com.cn)结合Lumerical和Zemax, 针对不同领域涉及到微观和宏观的系统,我们都可以尝试用此联合方案解决您遇到的仿真和设计问题🥂马上在10月份我们即将正式推出Lumerical+Zemax的RCWA动态链接solution,相信无缝串联的solution可以为大家的设计和仿真带来极大的便利,比如在AR衍射光波导的设计,或者手机摄像头花瓣鬼影的仿真等下面这个研讨会,由Zemax RCWA 设计者Michael Cheng 和Lumerical Zheng Zhou带来,详细介绍了这个新功能,大家可以先睹为快,有任何问题也欢迎提问:使用Zemax OpticStudio与Lumerical RCWA动态连结来设计并优化光波导 (ansys.com.cn)当然大家也可以在此网站内搜索关键词,比如RCWA,或者Meta等来获取相关的知识库文章或者资料分享~Connect with your fellow Zemax-ers | Zemax Community最近我们组内在学习讨论计算电磁学,参考的以下内容,深入简出,可学性很高,欢迎大家跟我们一起来学习哦~~当然可以搭配视频资源, 下面链接里是相关的PDF学习资源~https://empossible.net/academics/emp5337/ 欢迎大家加入学习队伍,一起进步哦~~~啊哈,还有个事,9月份Ansys 光学全线产品Lumerical+Zemax+Speos 会参加深圳CIOE光博会,组内专家全员出动,多个technical talk准备中,欢迎大家关注[Ansys光电大本营]公众号,我们会发布CIOE动态我们深圳见~ 

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