光學設計教程：解析 Zemax OpticStudio 中復合表面的工作原理
本文主要介紹了 OpticStudio 中的復合表面類型，該功能將作為 Zemax OpticStudio 22.3 版本（支持于訂閱制專業/旗艦版）和 Ansys Zemax OpticStudio（專業/旗艦/企業版）2022 R2.02版本中一項新穎、有趣且實用的功能。該功能將延展支持出 OpticStudio 中許多新功能和可能性。
簡介
序列模式下的全新復合表面能使用戶能夠添加多個表面的矢高輪廓，最終實現具有復雜矢高分布的新光學表面。如果用戶想要將不同類型的矢高分布疊加到一個表面，則可以使用新表面對應的復合堆疊功能實現。此功能將啟發模擬分析中的無限可能性，涵蓋分析、公差等多個環節。
在本文中，我們將解釋復合表面的工作原理，然后將其功能應用于在手機攝像頭模組中，對復雜非球面透鏡進行公差分析。
復合表面的工作原理
所支持表面
雙錐面（Biconic）
雙錐 Zernike（Biconic Zernike）
切比雪夫多項式 (Chebyshev Polynomial)
偶次非球面（Even Asphere）
擴展非球面（Extended Asphere）
擴展奇次非球面（Extended Odd Asphere）
擴展多項式（Extended Polynomial）
網格矢高面（Grid Sag）
不規則面（Irregular）
奇次非球面（Odd Asphere）
奇次余弦面（Odd Cosine）
離軸圓錐自由曲面（Off-Axis Conic Freeform）
周期面（Periodic）
多項式面（Polynomial）
Q型非球面（Q-Type Asphere）
Q型自由曲面（Q-Type Freeform）
標準面（Standard）
超圓錐面（Superconic）
傾斜面（Tilted）
環形面（Toroidal）
Zernike Fringe 矢高面（Zernike Fringe Sag）
Zernike 標準矢高（Zernike Standard Sag）
Zernike 環形標準矢高（Zernike Annular Standard Sag）
表面堆疊
復合表面工具
忽略單個組件面
忽略復合表面/啟用復合表面
-
隱藏/取消隱藏/刪除所有復合表面
將復合表面與失高圖結合使用
選擇“不移除”：矢高圖將顯示所選表面之前的所有組件面的總和。
選擇“移除復合矢高”：單獨繪制選定基面的矢高。
選擇“移除基底矢高”：僅顯示應用于此表面的所有組件面矢高的總和。
復合表面與離軸孔徑
結合 TIRR、TEXI 和 TEZI 操作數進行公差分析
API控制
TheLDE = TheSystem.LDE
# Get Surface j Information
CompositeTest = TheLDE.GetSurfaceAt(j)
# Check “Composite Surface:Add sag to the next surface”
CompositeTest.CompositeData.IsCompositeSurface=1
# Press “Set Tilt/Decenter to follow Base surface aperture” button
CompositeTest.CompositeData.SetOffAxisTiltAndDecenter()
# Extract Composite Surface Tilt/Decenter value
CompositeTiltX=CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceTiltX
CompositeTiltY=CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceTiltY
CompositeTiltZ=CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceTiltZ
CompositDecenterX=CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceDecenterX
CompositDecenterY=CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceDecenterY
# Change the Tilt/Decenter values manually
CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceTiltX = 0
CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceDecenterY = 0
ZPL控制
COMPOSITEON(surface number) - 關鍵字
COMPOSITEOFF( surface number ) - 關鍵字
COMPOSITEOFFAXISAPERTUREON ( surface number ) - 關鍵字
ISCS(surface number) ->returns 1|0 - 數值函數
PRINT "Turn off composite surface j"
COMPOSITEOFF j
A = ISCS(j)
! ISCS () return 0 if it's not composite surf., return 1 if it's composite surf.
IF (A < 0.5)
PRINT " ==> Composite surface flag is OFF"
ELSE
PRINT " ==> Composite surface flag is ON"
ENDIF
! Check the composite surface checkbox
PRINT "Turn on composite surface j"
COMPOSITEON j
A = ISCS(j)
IF (A > 0.5)
PRINT " ==> Composite surface flag is ON"
ELSE
PRINT " ==> Composite surface flag is OFF"
ENDIF
! Press the "Set Tilt/Decenter to follow Base surface aperture" button
PRINT "Set Tilt/Decenter to follow Base surface aperture"
COMPOSITEOFFAXISAPERTUREON j
PRINT " ==> Click Tilt/Decenter to follow Base surface aperture button"
結論
本文介紹了 Zemax OpticStudio 22.3 和 Ansys Zemax OpticStudio 2022 R2.02 中的復合表面功能。它擴展了 OpticStudio 中的許多新功能和可能性，希望它能幫助您更加高效工作，期待您通過社區帖子或電子郵件對此功能的反饋！
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