離軸反射系統設計的案例
離軸反射式光學系統面型選擇及其優化 | SYNOPSYS 光學設計軟件課程第67課
wx_fmt=png&from=appmsg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" alt="圖片"></strong></p><p><strong> </strong></p><p><strong>至此，一個離軸反射式的光學系統的整個建模優化部分就完成了，本文僅僅是對第2、3反射鏡面型進行了優化，讀者可以自行評估生產加工能力后選擇開啟高階系數進行優化，或也可以選擇優化更多反射鏡但不使用過高階的系數進行優化達到一種生產能力與設計需求的平衡，也可以嘗試文中其它的優化方式來達到設計目標，各位讀者可以自行嘗試對本文案例的搭建，也可以嘗試自行設計出另外的結構進行嘗試搭建，感謝閱讀。</strong></p><p><br></p>
展開 SYNOPSYS光學設計軟件課程六十六：離軸反射式光學系統初始結構設計
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</figure>
</div><p><br></p><p><br></p><p>至此，一個離軸反射式的光學系統的初始結構就搭建完畢了，各位讀者可以自行嘗試對本文案例的搭建，也可以嘗試自行設計出另外的結構進行嘗試搭建，后續課程中將會繼續對該類光學系統的面型選擇以及優化進行講解，感謝閱讀。（歡迎站內溝通?。?lt;/p>
展開 線上免費講座 | 光學鏡頭——離軸系統、HUD 系統等設計
由墨光光學工程師為大家講解此次直播課程，主要講解內容圍繞
離軸系統、HUD 系統等設計
開展，課程直播亮點如下：
1、自由曲面概述
2、離軸系統初始設計及優化
3、HUD 初始設計及優化
參與方式：
請關注武漢墨光公眾號，并掃描下方二維碼，添加墨光工作人員企業微信邀您入群即可參與線上直播
直播時間：2021年8月10日
（周二晚：19:00-20:00)
電話：18696118912
郵箱：market@asdoptics.com
光學軟件供應 軟件定制開發
科學計算軟件 機械設計軟件
光學軟件培訓 光學解決方案
光學儀器設備 光學鏡頭設計
高校輔助教學方案 BSDF測量
衍射光學元件設計開發
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展開 宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計-有福利
今天就讓我們一起來學習離軸三反光學系統設計，領略宏語言賦予的光學設計之美。下面我們來了解一下：
《宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計》
READING
宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計
內容簡介
離軸三反簡介
反射
式光學系統由于其無色差特性，在很多領域非常受歡迎。傳統的同軸兩反的光學系統對于存在遮攔，視場小等問題 ， 目前離軸三反 （ Three-Mirror Anastigmat，TMA）光學系統也已經成為了趨勢，由于其多了更多的優化變量， 可以校正全部的初級像差，使得其性能更加，可以實現無遮攔，大視場，大相對孔徑，成像質量高，另外可實現長焦距等。
離軸三反設計
更詳細的介紹可以查閱國內外論文，每個光學系統設計之前，其使用背景需調研詳細，方能設計出比較合適的光學系統。
展開 
宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計-有福利
今天就讓我們一起來學習離軸三反光學系統設計，領略宏語言賦予的光學設計之美。下面我們來了解一下：
《宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計》
READING
宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計
內容簡介
離軸三反簡介
反射
式光學系統由于其無色差特性，在很多領域非常受歡迎。傳統的同軸兩反的光學系統對于存在遮攔，視場小等問題 ， 目前離軸三反 （ Three-Mirror Anastigmat，TMA）光學系統也已經成為了趨勢，由于其多了更多的優化變量， 可以校正全部的初級像差，使得其性能更加，可以實現無遮攔，大視場，大相對孔徑，成像質量高，另外可實現長焦距等。
展開 SYNOPSYS | 用 FFBUILD設計離軸自由曲面系統
用 FFBUILD (Freeform Build) 設計離軸自由曲面系統
點擊復制公眾號鏈接查看視頻詳情：https://mp.weixin.qq.com/s/enb1f7KaCMKkXvEBDXNtJg
SYNOPSYS | 用 FFBUILD設計離軸自由曲面系統
點擊復制墨光公眾號鏈接查看視頻鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/enb1f7KaCMKkXvEBDXNtJg
FRED應用：離軸拋物面反射鏡創建
說明
對于簡單導入文檔來說，FRED當前目錄庫中不包含離軸拋物面反射鏡。本文描述了一個實用工具接受由埃德蒙光學目錄庫提供的參數，自動創建相對應的OAP作為一個封閉的幾何結構。在創建過程中，腳本工具使用自定義元件的平移以便原點定位于反鏡鏡面中心。此外，反射鏡面有合適的涂層和光線追跡控制設置。
執行
Basic腳本編寫生成的用戶拋物面、邊緣柱面、后表面參數輸入對話框。設置使用的參數化來匹配由埃德蒙光學目錄庫提供的參數。如以下目錄所示，考慮選取15°離軸反射鏡，輸入相應的值到腳本生成對話框中。
默認情況下，腳本使反射鏡面的中心位于原點位置。這個定位可能是也可能不是理想的位置，自定義元素節點應該按照要求可以平移。在本文附帶的*frd文件中OAP“EO 83-973”發生了平移，因此反射鏡面匹配相應的基準拋物線部分。在這個配置中，離軸拋物面的焦點位置與基準拋物面的焦點位置相同。
運行腳本
嵌入式腳本可以通過鼠標右擊名為“createOAP”的腳本并且從列表菜單中選擇“Run an embedded script”。
操作實例
1. 我們首先打開Edmund光學搜索庫存號：83973，我們看以看到相應的數據。
并確定每個每個規格的的含義：
2. 在FRED樹形文件中運行腳本’createOAP”，輸入步驟一紅色方框所示的數值，點擊OK“行”，腳本代碼請見本文的備注。
3. 點擊如圖所示紅色圓圈進行可視化視圖，
4. 平移操作
將集合元件沿著y軸平移203.2mm.
5.
展開 FRED應用：離軸拋物面反射鏡創建
如以下目錄所示，考慮選取15°離軸反射鏡，輸入相應的值到腳本生成對話框中。
執行
對于簡單導入文檔來說，FRED當前目錄庫中不包含離軸拋物面反射鏡。本文描述了一個實用工具接受由埃德蒙光學目錄庫提供的參數，自動創建相對應的OAP作為一個封閉的幾何結構。在創建過程中，腳本工具使用自定義元件的平移以便原點定位于反鏡鏡面中心。此外，反射鏡面有合適的涂層和光線追跡控制設置。
說明
1.
我們首先打開Edmund光學搜索庫存號：83973，我們看以看到相應的數據。
操作實例
嵌入式腳本可以通過鼠標右擊名為“createOAP”的腳本并且從列表菜單中選擇“Run an embedded script”。
運行腳本
默認情況下，腳本使反射鏡面的中心位于原點位置。這個定位可能是也可能不是理想的位置，自定義元素節點應該按照要求可以平移。在本文附帶的*frd文件中OAP“EO 83-973”發生了平移，因此反射鏡面匹配相應的基準拋物線部分。在這個配置中，離軸拋物面的焦點位置與基準拋物面的焦點位置相同。
展開 Ansys Zemax｜為離軸反射鏡中增加相位表面
可以通過查閱“OAPWithPhaseSurface_v02_OptimizePosition.zar”文件，來檢查優化后的系統狀態。
將相位表面從反射鏡上移開
在“OAPWithPhaseSurface_v03_OffsetPhaseSurface.zar”文件中，我們已經利用第5行的厚度值將相表面稍微后移，使其在物理位置上位于OAP表面之后。這時光線需要在OAP后傳播極小的距離才能到達相位面，但相位面依然可以正常工作。不過，這種偏移并不是必須的，只是為了使得布局圖更易于理解。
為了保證在第5行增加了厚度之后系統焦距保持不變，需要對后焦距（即第7行的厚度值）進行優化。這里我們僅使用RMS光斑大小作為評價函數目標。
圖 6：在 LDE 的第 5 行中，相位表面在 Z 中略有偏移。這可確保相面上的所有點在物理上都位于 OAP 的左側。
最終系統
在最終的系統設計中，相位面的位置被精確設定，它相對于離軸部分的頂點進行了Y和Z方向上的偏心調整。此外，相位表面還進行了傾斜，以匹配離軸部分頂點處的傾斜角度，并保持了與離軸部分相似的曲率。這樣的設計可以確保光線在到達相位面上特定的XYZ坐標時，在離軸拋物線表面上也會遇到相似的XYZ截距。這有助于消除相位表面和OAP之間的配準誤差，從而提高整個系統的光學性能。
圖 7：相表面位置正確，因此它非?？拷?OAP 表面。
向 OAP 添加相位
現在相位面的位置已經設置好，現在可以用于模擬表面的不規則度公差或者添加測量的表面數據。假設OAP的曲率半徑存在誤差。單純地改變主拋物線的曲率半徑，并不會引起零件中心的曲率變形。
展開 320科技工作室ZEMAX培訓通知
<h1>一 軟件介紹</h1><p>ZEMAX是一套綜合性的光學設計軟件。它提供先進的、且符合工業標準的分析、優化、公差分析功能，能夠快速準確的完成光學成像及照明設計。</p><h1>二 培訓方式</h1><p>本次培訓全程線上授課, 采用一對一或者一對多方式進行, 以視頻方式授課，工程案例講解，答疑，技術交流，</p><p>學員需要自行準備電腦。</p><h1>三 培訓對象</h1><p>需要使用zemax軟件進行科學研究的老師 學生以及其他研究人員.</p><h1>四、培訓內容</h1><p>（1）光學鏡頭的設計基本指標分解 ，對應ZEMX軟件中的設置；</p><p>（2）雙遠心工業鏡頭設計過程教學</p><p>（3）無熱化大視場監控鏡頭設計過程教學</p><p>（4）激光打標F-theta掃描鏡頭設計過程教學</p><p>（5）激光擴束天線設計過程教學</p><p>（5）投影鏡頭設計過程教學</p><p>（6）手機鏡頭設計過程教學</p><p>（8）切入變倍中波紅外鏡頭設計過程教學</p><p>（8）大視場非制冷紅外鏡頭設計過程教學</p><p>（9）離軸反射系統設計過程教學</p><h1>五、相關案例</h1><p>案例一：雙遠心工業鏡頭設計</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img data-ic="false" src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/25fa71f1d8f24440a4aaff00eb5d9d01~tplv-obj.image?
展開 
VirtualLab運用：使用一個高數值孔徑離軸拋物面反射鏡對飛秒脈沖聚焦
激光系統＞飛秒脈沖建模
任務/系統描述
亮點
?飛秒脈沖傳播的高速仿真
?完全矢量分析（例如計算EZ）
說明：光源
說明：離軸拋物面反射鏡
說明：探測器
結果：3D光線追跡
結果：全矢量光場評價
由于使用高數值孔徑聚焦，初始可忽略的場分量有很大的占比。
對于載波（800nm）：
亮點
?對飛秒脈沖傳播的高速仿真
?全矢量分析
結果：光源平面的脈沖評價
結果：焦平面的脈沖評價
文件&技術信息
VirtualLab Unity應用：離軸三反系統
案例說明
離軸三反系統廣泛應用于航天遙感、天文觀測、高端光譜儀及高分辨率成像設備中，用于實現大視場范圍內的高清成像、消除中心遮擋影響以及滿足寬光譜成像需求。其具有性能卓越（通常由三片反射鏡組成）、成像對比度高、光譜適應性強的優點，適合應用于對成像分辨率和環境適應性要求嚴苛的高端光學系統。在本案例中，將在 VLU 中演示離軸三反系統的設計過程，包括初始系統生成、評價函數定義、優化以及結果展示。
高NA顯微鏡系統的離軸成像分析
摘要
成像系統的離軸PSF經常受到由應用的光學部件（例如顯微鏡系統）引入的像差的影響。因此，焦點并不像理想預期的那樣對偏移完全不變。
VirtualLab Fusion提供了一種快速方便的方法，可以使用高NA顯微鏡檢查光傳播和離軸成像的PSF。該用例演示了具有不同橫向偏移距離的離軸物點的成像，來檢查像差的影響。
建模任務
建模技術的單平臺互操作性
光在系統中傳播時會遇到不同的組件并與之相互作用。對于系統的這些元件中的每一個，都需要在精度和速度之間提供良好折衷的合適模型：
連接建模技術：自由空間傳播
連接建模技術：物鏡
透鏡系統組件
連接建模技術：管狀透鏡
連接建模技術：探測器
探測器的自動橫向定位
探測器的自動縱向定位
系統概述
具有橫向位移的焦平面上的輻照度
深入技術：附件探測量
對于這個用例，我們只測量焦斑的輻照度。盡管可以通過添加更多的探測器附加組件來計算額外的物理量，如照度、輻射通量等。
然而，在這種特定的用例中——為了避免錯誤消息——有必要稍微調整Parameter Coupling的可編程片段，如下所示。其背后的原因是，用于計算焦平面的算法基于Ray Result Profile引擎，該引擎與大多數計算物理量的探測器插件不兼容，因此需要為參數耦合算法禁用它們。
展開 離軸干涉系統 | 賦能超表面性能精準檢測
目前主流的干涉測量模式包括同軸干涉與離軸干涉，二者各有特點。同軸干涉中，平行的參考光束與物光束提供恒定相位基準，需同時采集多光束強度并進行相移操作來計算超表面相位；離軸干涉模式下，物光與參考光呈特定夾角，參考光提供梯度相位分布，借助傅里葉變換和濾波處理，單次測量即可提取相位信息。這種單次測量的便利性，使離軸干涉在超表面相位測量中更具優勢。
超表面干涉相位測量光路圖（來自原文）
基于離軸干涉原理，科研團隊設計搭建了專用測量裝置。激光束經擴束形成平面波前，經分束器（BS1）分為物光與參考光。物光路徑利用物鏡和消色差雙合透鏡（L1）對超透鏡成像，參考光則通過調節透鏡 L2 在 x 方向的位置，以特定角度入射至 CCD，實現離軸干涉。為優化干涉圖案重疊效果，還利用透鏡 L2 和 L3 對參考光束進行擴展。針對不同偏振態入射光響應的測量需求，光路中加入半波片、圓偏振片和檢偏器。該裝置相位測量精度達 0.05rad（<3°），展現出良好的性能。
幾何相位與傳輸相位的超透鏡（來自原文）
利用該裝置，研究團隊對幾何相位超表面和傳輸相位超表面開展測試。結果顯示，超表面整體性能與理論設計相符，但邊緣因相位梯度大存在明顯偏差。此外，通過離焦像差最小化方法可測定超透鏡焦距，所得相位分布數據還可用于計算 PSF、OTF、MTF 等重要光學參數，為超表面的性能評估與優化提供了全面的數據支持。
相位與波像差測量結果（來自原文）
OAS 光學分析軟件的超表面設計功能非常便捷，該功能將構建更為高效、精準的超表面設計流程，進一步推動光學領域的發展。OAS 光學分析軟件已在超表面設計中展現卓越效能，為科研人員和工程師提供技術保障。
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