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关于OpticStudio中POP(物理光学传播)的那些事

欢迎大家的到来,期待大家的回复~~今天我们花点时间来认识下OS中的POP功能~对于POP(物理光学传播),在知识库文章中有如下几篇文章,可以让大家快速入门,且解决80%的POP使用问题。当然,Zemax Community里也有很多POP相关的精彩讨论。探索OpticStudio中的物理光学传播 – 中文帮助 (zemax.com)如何在OpticStudio中模拟激光光束传播:第三部分 使用物理光学传播来模拟高斯光束 – 中文帮助 (zemax.com)Using-Physical-Optics-Propagation-POP-Part-1-Inspecting-the-beamsUsing-Physical-Optics-Propagation-POP-Part-2-Inspecting-the-beam-intensitiesUsing-Physical-Optics-Propagation-POP-Part-3-Inspecting-the-beam-phasesPOP 中本质上传播的是每个采样点上具有 Ex/Ey 电场分布的传播矩阵,用于表征传播的光束波前,然后与系统中的各个光学表面进行相互作用。当光束传播到表面的时候,本质上会将波前分解成为 Probing Rays,计算这些 Probing Rays 传播过后的情况,从而对比初始 Probing Rays 计算出对应的 Transfer Function,结合表面位置的波前计算出传播该光学表面过后的结果波前。在这样的计算过程中,光学表面引起的像差、传播中的衍射效应等都可以考虑进入传播当中。总结下,POP的过程就是定义初始光束 > 用Pilot Beam指导自由空间传播 > 用Probing Ray指导穿越光学界面 > 在指定位置读取光束能量和相位数据。下面一篇公众号文章也进行了很好的说明~梳理一下Zemax POP的工作逻辑 关于POP的使用场景  POP VS. Huygens PSF POP is really only ‘better than’ the PSF (either FFT or Huygens) if there are significant apertures that clip the beam.The strength/weakness of POP is

Fizeau干涉仪模拟实例

本文为翻译帖,作者是Kensuke Hiraka。原文链接(含附件):フィゾー干渉計のシミュレーションについて | Zemax Community本节介绍一个Fizeau干涉仪的模拟实例。干涉仪有多种类型,这里介绍的Fizeau干涉仪是一种干涉仪,广泛用于测量光学元件和透射波面的表面精度。 这里我们介绍一个使用Fizeau干涉仪来测量透镜的透射波面变形的例子。以下是被测试的系统。 使用一个有效直径为50毫米、焦距为578毫米的平凸透镜。为了表示不对称的像差,用Zernike条纹相位面来增加像散和慧差像差。 还使用了-0.7的圆锥系数。 平凸透镜会导致大的球差。下图是镜头数据编辑器。 背面的焦点是571.982毫米。以下是光路图。可以使用分析->波前图对波前进行分析。下图展示的是波前图的分析结果。波前PV值 0.3821λ、RMS 0.0881λ。接下来,对Fizeau干涉仪进行建模。 要建立一个含有 "平面光源 "的Fizeau干涉仪模型(即发射准直光),选择 "无焦像空间 "复选框并进入无焦模式,如下图所示。在对 "球面原型 "进行建模时(在这里发出会聚光),请将镜头置于正常焦距模式。镜头数据编辑器如下图所示。 在测试透镜后面放一个凸面镜反射光线,这样光线就会重新进入测试透镜。 应注意以下两点:1. 从测试镜头到凸面镜的距离应该是测试镜头的后焦点(571.982毫米)减去凸面镜的曲率半径(本例中为300毫米)。2.尽可能多地拾取数据,以确保在待测数据发生变化时,回程的数据相应变化。 各种系数也被拾取。模型完成后的光路图如下所示。检查波前像差图。可以看出,波前像差为0.7642λpv和0.1762λRMS,是单透镜的两倍。 也可以看出,不对称像差没有问题(因为往返的光通量通过被测镜头上的同一个地方)。因此,Fizeau干涉仪输出值的1/2是被测透镜本身的波前像差。此外还可以使用下图的干涉图分析功能进行波前分析:放大率被设置为1。 帮助文件指出,对于双通道光学系统,放大率应设置为2,但这是在双通道光学系统被建模为简化的单通道时。 如果像本例中那样对整个双通道进行建模,则应将放大率设为1。

关于Image Simulation图像模拟的二三事

欢迎大家的到来,期待大家的回复~~今天上午由高级应用工程师胡皓胜给大家带了一场关于【如何在OpticStudio中模拟图像质量】的精彩研讨会那么关于OS里的Image Simulation 图像模拟,大家可以一边回看着Haosheng的研讨会,一边看着我们的一篇知识库文章进行了同步理解~研讨会相关内容更新:如何进行图像仿真研讨会相关知识库文章:如何进行图像仿真一篇有趣的论坛案列分享(推荐~对于掌握image simulation很有帮助):Selecting Oversampling and Field height in IS | Zemax Community那使用过程中,大家常常遇到的问题解答如下问:什么是图像模拟?答:图像模拟工具通过将源位图文件与点扩散函数阵列进行卷积来模拟图像的形成。考虑的效应包括衍射,像差,畸变,相对照度,图像方向,偏振影响等。此工具有助于可视化所设计光学系统的图像质量。它提供了一种定性但直接的方法来评估成像系统的性能,并使客户更容易"看到"模拟的图像质量。问:图像模拟与几何图像分析?答:如果您的系统远未受到衍射限制,您可以使用几何图像分析 (GIA)。GIA 使用纯几何光线追踪,被认为是模拟图像的"黄金标准"。但是,如果您的系统受到衍射限制,则需要包括衍射效应。在这种情况下,您应该使用图像模拟。图像模拟使用惠更斯PSF与源位图进行卷积,以考虑衍射效应。值得注意的是,即使选择了 "像差:衍射",如果像差非常严重以至于无法准确计算衍射 PSF,分析仍可能自动切换到几何。 有关此内容的讨论列在帮助文件中。问:使用图像模拟的推荐方法是什么答:使用图像模拟工具时,建议使用视场角或物高来定义【Field Height视场高度】选项。对有限共轭系统使用"物高"(如下图所示,这点需要注意),对无限共轭系统可使用"视场角",因为这些字段类型明确定义了对象在图像空间中的大小和方向。当我们采用视场角来定义setting中的Field Height时我们需要注意,具体我们建议查看帮助文件:帮助文件中概述的使用视场角来定义的主要困难是视场角单位本质上是变形的。由于无限共轭系统不允许将物高作为定义,因此,如果您仍然希望使用物高来定义此处的Field Height,则可以使系统转换为有限共轭,方式是可以在前面添加一个近轴透镜paraxial lens。 问:图像模

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~ 

中继聚光镜系统设计

此文为翻译帖,原文以及附件参考:リレーコンデンサーレンズの設計例について | Zemax Community中继聚光镜系统是照明光学中的基本光学系统。 它的特点是,即使在光源亮度不均匀的情况下,也能实现均匀照明,而且没有能量损失。中继聚光镜系统具有出色的功能。 中继聚光镜光学元件使用两个透镜。第一个镜头被称为聚光镜。它的目的是收集光线,它被设计成在第二个镜头上方形成一个光源的图像。第二个镜头被称为中继镜头,其目的是将第一个镜头的图像引导到受照面。 亮度不均匀的光源是,例如,灯丝和放电管。这些光源的亮度不均匀,但光的分布是均匀的。 一个放置在离光源一定距离的聚光镜被均匀地照亮。通过用中继透镜投射均匀的表面,可以看到被照射的表面也变得均匀照亮。通过将所有入射到聚光镜上的能量转移到中继透镜中来防止能量损失。 最终的镜头数据和布局图如下所示。 最左边的镜头是光源。第一个镜头是聚光镜。第二个镜头是一个中继镜头。 右侧的一端是照明面。 光源很小,如果光源中包括反射元件,得到的光源大小为反射元件的光学尺寸,光源的出瞳即反射系统的出瞳。 中继式聚光镜系统的特点是物面与聚光镜重合。考虑一下OpticStudio中的镜头编辑器是如何组装的。 第一个平面是光阑,它被看作是光源。换句话说,光阑的位置被指定为与物体平面的负距离。与聚光镜使用的是相同的距离。 聚光镜的表面与物体平面对齐,因此可以采用优化方法来减少点斑。然而,应该注意的是,角度过大会导致低照度。 检查为该项目设计的中继式聚光镜系统的照度分布。这是因为聚光镜是圆形的,所以辐照形状也是圆形的。如果聚光镜是矩形的,那么照射形状也将是矩形的。 选择分析→扩展光源分析→几何光学图像分析。有一种复眼透镜,就是由多个上述系统拼合而成。

OpticStudio内的通用画图工具介绍-Universal Plot

 欢迎大家的到来今天我们花点时间来认识下,OpticStudio里一个好用但有可能被遗忘的绘图小工具:Universal Plot。Universal Plot 是存在于专业版和旗舰版的通用绘图工具: 它是可以应用在序列或者非序列模式下,以任意表面参数,系统参数,多重结构或者非序列参数为变量(横轴),以优化操作数作为因变量(纵轴)的绘图工具。     换句话说,只要是能以优化操作数提取的信息,都可以作为纵轴的输出。   关于因变量(Dependent Variable)的选择,可以分为两种方式:方式1: 直接采用操作数,然后设置对应参数(下图左) 方式2:选择Merit,然后选择Merit Function Editor 中你想使用的对应行(下图右)  Universal Plot 有一维和二维可供选择,二维可以有两个变量(X,Y),一个因变量(Z)  希望这个工具可以在大家日常的设计输出或者评估中发挥作用下面我们来讨论下关于Universal Plot几个常见的问题:  采用POPD,IMAE等操作数作为因变量时,画出来的曲线感觉跟设置对不上? 如果遇到这类问题,大家可以看下Help File帮助文档里有没有对这个操作数的使用提醒    比如POPD的使用,需要设定后点击Save, 之后再用Universal Plot信息就会更新了。IMAE也是类似的操作。   采用NSDD操作数时, Universal Plot 无响应? NSDD操作数在Universal Plot的使用,须采用上述的方法二,即采用Merit方式, 且设置上需要搭配其他操作数,如NSTR一起,可以参考以下文章所描述的方法如何在Universal Plot中使用NSDD操作数  如果我想在Universal Plot中引入优化后的结果作为因变量(Dependent Variable),我应该怎么做? 首先明确的是,Universal Plot的工作流程是将变量X带入系统,算出对应的Y值,中间不涉及任何的优化过程。但如果想把优化引入之中,可以采用ZPLM。关于ZPLM也有些需要注意的地方,比如在ZPLM中采用GETT,再优化或者使用Universal Plot ,会遇到问题,可以参考下面有趣的讨论:如何在Universal Plot中引入ZPLM当然,这种方式的分析可能需要更长的时间来计算,因为必

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