球面像差分析學習案例集含球面像差分析步驟教學案例教程

球面像差 | RP 系列激光分析設計軟件

當使用具有球面的透鏡進行成像應用時，所解釋的效應會導致所謂的球面像差，從而嚴重降低圖像質量。同樣，使用球面透鏡聚焦或準直，激光束會導致光束畸變。在許多情況下，像差效應遠沒有上面所示的球透鏡那么嚴重，因為所涉及的曲率并不那么強。 平板的球面像差 球面像差的問題可以推廣到與相位變化的非理想徑向相關性相關的所有像差。當發散或會聚的光穿過平面平行板時，即使對于平面表面也可能發生這種情況。這主要是因為折射包含正弦函數而不是正切函數，這是避免球面像差所必需的。圖3顯示了一個示例案例。

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VirtualLab：球面波的像差效應對焦點的影響

摘要不同類型的波前像差對焦點上的特征有單獨的影響。因此，能夠詳細研究這些影響是至關重要的，例如，評估成像系統的性能。在VirtualLab Fusion中，可以產生不同的波前像差，并方便地研究其對焦斑分布的影響。作為例子，我們選擇了幾個典型的像差（球面、彗差、像散、……），改變它們的數值，并計算相應的焦點分布。設計和建模任務導入現有結構文件平面波波長（486，587，656）nm 視場角（40°） x方向線偏振光衍射透鏡波前相位相應真實衍射器件結構離焦球差像散彗差二階彗差三葉草像差 VirtualLab Fusion 技術文件信息

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VirtualLab Fusion軟件：球面波的像差效應對焦點的影響

摘要不同類型的波前像差對焦點上的特征有單獨的影響。因此，能夠詳細研究這些影響是至關重要的，例如，評估成像系統的性能。在VirtualLab Fusion中，可以產生不同的波前像差，并方便地研究其對焦斑分布的影響。作為例子，我們選擇了幾個典型的像差（球面、彗差、像散、……），改變它們的數值，并計算相應的焦點分布。設計和建模任務導入現有結構文件平面波波長（486，587，656）nm 視場角（40°） x方向線偏振光衍射透鏡波前相位相應真實衍射器件結構離焦球差像散彗差二階彗差三葉草像差 VirtualLab Fusion 技術文件信息更多閱讀 ? Advanced PSF & MTF Calculation for System with Rectangular Aperture ? Simulation of Laser Beam in Focal Region of High-NA Asphere

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球面波的像差效應對焦點的影響

設計和建模任務不同類型的波前像差對焦點上的特征有單獨的影響。因此，能夠詳細研究這些影響是至關重要的，例如，評估成像系統的性能。在VirtualLab Fusion中，可以產生不同的波前像差，并方便地研究其對焦斑分布的影響。作為例子，我們選擇了幾個典型的像差（球面、彗差、像散、……），改變它們的數值，并計算相應的焦點分布。摘要

球面波的像差效應對焦點的影響

摘要不同類型的波前像差對焦點上的特征有單獨的影響。因此，能夠詳細研究這些影響是至關重要的，例如，評估成像系統的性能。在VirtualLab Fusion中，可以產生不同的波前像差，并方便地研究其對焦斑分布的影響。作為例子，我們選擇了幾個典型的像差（球面、彗差、像散、……），改變它們的數值，并計算相應的焦點分布。設計和建模任務導入現有結構文件平面波波長（486，587，656）nm 視場角（40°） x方向線偏振光衍射透鏡波前相位相應真實衍射器件結構離焦球差像散彗差二階彗差三葉草像差 VirtualLab Fusion 技術

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用Wolfram語言破解球面像差光學問題

González-Acu?a卻瞄準了這樣一個問題：解決鏡片中的球面像差問題。考慮到不同方向的折射，光線如何聚焦在一個點上？這個問題在兩千年前希臘數學家戴克里克斯（Diocles）的作品“燃燒的鏡子”（On Burning Mirrors）中就已經產生。而克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）在1690年曾坦言，即使是艾薩克·牛頓（Isaac Newton）和戈特弗里德·萊布尼茲（Gottfried Leibniz）也無法理清頭緒。但今天，González-Acu?a和他的同事決定使用Wolfram語言及其計算工具來面對這個古老的問題。結果呢？一個突破性的文章最近橫空出世，通過精度為99.999999999％的模擬光束，解釋了鏡頭圖像的中心為什么（如何）比在邊緣處更清晰。很巧的是，González-Acu?a最近參加了Wolfram暑期學校，我們有幸采訪到他并詳細了解他的工作。 Q: 您是如何想到用Wolfram語言解決光學問題的？ A: 我對光學研究的興趣在我攻讀物理學士學位時就開始了，我對成像問題很感興趣。當我正在為手動解決代數問題而困擾時，我的同事Héctor A. Chaparro-Romo告訴我，Mathematica非常擅長代數操作和計算。幸運的是，蒙特雷科技大學有Mathematica的站點許可證，所以我很快就開始使用并且喜歡上了Mathematica。它顯示結果的方式，運算內聯的方式，以及默認情況下進行代數計算的方式都很令我喜歡。 Q: 你試圖解決的問題是什么？ A: 我想要解決的問題是球面無像差鏡頭的設計。換句話說，從一個物點發出的所有光束穿過鏡頭會聚在一個像點中。

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VirtualLab Fusion球面波的像差效應對焦點的影響

摘要不同類型的波前像差對焦點上的特征有單獨的影響。因此，能夠詳細研究這些影響是至關重要的，例如，評估成像系統的性能。在VirtualLab Fusion中，可以產生不同的波前像差，并方便地研究其對焦斑分布的影響。作為例子，我們選擇了幾個典型的像差（球面、彗差、像散、……），改變它們的數值，并計算相應的焦點分布。設計和建模任務導入現有結構文件平面波波長（486，587，656）nm 視場角（40°） x方向線偏振光衍射透鏡波前相位相應真實衍射器件結構離焦球差像散彗差二階彗差三葉草像差 VirtualLab Fusion 技術

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【iSolver案例分享24】球面網殼模態分析

引言：iSolver為一個完全自主的通用結構有限元軟件，對標國際主流結構CAE商業軟件Abaqus、Ansys、Nastran，支持結構分析的常用功能，線性及材料非線性的精度和Abaqus沒有誤差，效率和Abaqus相當， iSolver自帶友好的三維可視化前后處理界面，也可作為一個輕量化插件集成到Abaqus/FEMAP或者自主軟件中。本帖以一單層球面網殼模態分析為例，將iSolver求解器和Abaqus、Ansys、Nastran、Midas計算結果、進行對比，驗證iSolver的求解可靠性。 1、問題描述單層球面網殼結構的實物圖：有限元模型：軸測圖有限元模型建立由于該球面網殼結構桿件數目較多，但是規律性很強，非常適合使用apdl命令流建模。因此本貼采用先在Ansys中建立模型，后導出到其他求解器中的方式。建模的命令流，及相關參數解釋如下所示 2. 五個軟件結果對比對單根桿件，我們分別采用一個單元和20個單元建模，同時用Ansys、Abaqus、Nastran、Midas和iSolver 5個軟件來計算比較結果，以下貼出20個單元建模的前10階特征值結果： 2.1 Ansys計算結果 2.2 Abaqus計算結果對同一套網格，導入Abaqus中計算前10階模態頻率如下。 2.3 Nastran計算結果導入Nastran計算（使用iTranslator工具），前10階模態頻率結果如下， 2.4 Midas計算結果 2.5 iSolver計算結果將模型導入iSolver：計算前10階頻率結果： 3.

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VirtualLab Fusion：使用非球面透鏡對激光掃描系統進行性能分析

畸變畸變是輸入掃描角到偏轉光束的理想探測器位置的線性測量，因此，畸變是探測器平面上光束位置像差的一個影響條件。線性依賴關系可能是tan（Θ）或者在F-Theta物鏡中是Θ（LSC.0002）。很明顯，相比于F-Tan(θ)特性，非球面透鏡能夠更好的校正F-Theta。這是由于相比于球面透鏡，非球面透鏡進行部分像差校正。分析軸上的光束剖面入射角到非球面透鏡是0°。為了更準確的評估焦點光斑，使用幾何場追跡（Geometric Field Tracing ）和焦區域探測器（Focal Region Detector）分析光束剖面。因此，與光線追跡的結果相比，由于場追跡可以直接評價光束剖面，包括能量分布和光束發散角。，因此產生的焦點光斑在位置和尺寸方面都不同，分析離軸的光束剖面在一般情況下，與軸上場相比，離軸場中心方向上有所不同。因此，如果探測器（1）正交于光軸的話，線性相位的疊加依賴于中心方向。通過傾斜探測器(2)以避免線性相位，根據場的中心方向，可由主光線的方向決定。最后，剩余的球面相位表示離焦像差。入射角到非球面透鏡是25°。在探測器平面將探測器進行橫向偏移以及傾斜來減小采樣數以分析光束剖面。通過橢圓光束剖面（下左圖）和像散波前（下右圖）可知，產生的光束分布受到像散的影響。

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VirtualLab運用：使用非球面透鏡對激光掃描系統進行性能分析

畸變畸變是輸入掃描角到偏轉光束的理想探測器位置的線性測量，因此，畸變是探測器平面上光束位置像差的一個影響條件。線性依賴關系可能是tan（Θ）或者在F-Theta物鏡中是Θ（LSC.0002）。很明顯，相比于F-Tan(θ)特性，非球面透鏡能夠更好的校正F-Theta。這是由于相比于球面透鏡，非球面透鏡進行部分像差校正。分析軸上的光束剖面入射角到非球面透鏡是0°。為了更準確的評估焦點光斑，使用幾何場追跡（Geometric Field Tracing ）和焦區域探測器（Focal Region Detector）分析光束剖面。因此，與光線追跡的結果相比，由于場追跡可以直接評價光束剖面，包括能量分布和光束發散角。，因此產生的焦點光斑在位置和尺寸方面都不同，分析離軸的光束剖面在一般情況下，與軸上場相比，離軸場中心方向上有所不同。因此，如果探測器（1）正交于光軸的話，線性相位的疊加依賴于中心方向。通過傾斜探測器(2)以避免線性相位，根據場的中心方向，可由主光線的方向決定。最后，剩余的球面相位表示離焦像差。入射角到非球面透鏡是25°。在探測器平面將探測器進行橫向偏移以及傾斜來減小采樣數以分析光束剖面。通過橢圓光束剖面（下左圖）和像散波前（下右圖）可知，產生的光束分布受到像散的影響。

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VirtualLab運用：對使用非球面透鏡的激光掃描系統進行性能分析

激光系統＞掃描系統任務/系統描述亮點 ? 對用戶自定義的掃描過程建模 ? 多樣的可選擇的角度定義 ? 完全掃描以及附加光學設置過程中的高速仿真 ? 已掃描光斑的畸變評價說明：光源說明：掃描鏡系統說明：非球面透鏡作為掃描光學系統說明：探測器結果：3D系統光線追跡結果：3D光線追跡（軸上&離軸）結果：軸上光束輪廓結果：離軸光束輪廓結果：離軸光束輪廓（傾斜探測器）結果：掃描過程文件&技術信息

基于ANSYS某單層球面網殼結構整體穩定性分析

基于ANSYS某單層球面網殼結構整體穩定性分析注：此文核心內容非水哥原創，水哥只做部分語言美化與校核工作，出于私密性要求，本文不提供命令流學習。所謂網殼結構，其實是指由一種桿件組成的曲面網格結構，也可以看成是曲面的網架結構，兼有桿系結構和薄殼結構的固有特性。因而其具有結構形式多樣，跨度大，質量輕，現場安裝簡便等特點，近年來被廣泛用于建筑工程中。以下工程皆為網殼結構。日本名谷屋體育館福岡體育館天津體育館上海國際會議中心雖然網殼結構有如此多的優點，但同時也應該注意到國內外常有網殼結構倒塌事故的發生，而其中結構的整體性失穩已成為一種關鍵性因素。本文以某單層球面網殼為例，采用ANSYS軟件對其進行了結構整體穩定性分析，該網殼大概情況如下：跨度40米，矢高8米，勁肋為6，環桿的圈數為5，主要截面為外部直徑為152mm，壁厚為5mm的鋼管。本次分析主要包括以下內容： 1、等效節點荷載的轉換 2、施加等效節點荷載，網殼的靜力分析 3、網殼屈曲分析 4、考慮幾何非線性(幾何缺陷)的穩定性分析 5、改變矢跨比后結構穩定性分析 6、考慮材料非線性和幾何非線性后結構的穩定性分析。結構建模思路主要為通過有規律的節點坐標，建立節點，通過節點建立我們所需單元，單元這里采用beam189以及mass21(考慮節點安裝質量)。

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VirtualLab運用：使用非球面透鏡對激光掃描系統進行性能分析

畸變畸變是輸入掃描角到偏轉光束的理想探測器位置的線性測量，因此，畸變是探測器平面上光束位置像差的一個影響條件。線性依賴關系可能是tan（Θ）或者在F-Theta物鏡中是Θ（LSC.0002）。很明顯，相比于F-Tan(θ)特性，非球面透鏡能夠更好的校正F-Theta。這是由于相比于球面透鏡，非球面透鏡進行部分像差校正。分析軸上的光束剖面入射角到非球面透鏡是0°。為了更準確的評估焦點光斑，使用幾何場追跡（Geometric Field Tracing ）和焦區域探測器（Focal Region Detector）分析光束剖面。因此，與光線追跡的結果相比，由于場追跡可以直接評價光束剖面，包括能量分布和光束發散角。，因此產生的焦點光斑在位置和尺寸方面都不同，分析離軸的光束剖面在一般情況下，與軸上場相比，離軸場中心方向上有所不同。因此，如果探測器（1）正交于光軸的話，線性相位的疊加依賴于中心方向。通過傾斜探測器(2)以避免線性相位，根據場的中心方向，可由主光線的方向決定。最后，剩余的球面相位表示離焦像差。入射角到非球面透鏡是25°。在探測器平面將探測器進行橫向偏移以及傾斜來減小采樣數以分析光束剖面。通過橢圓光束剖面（下左圖）和像散波前（下右圖）可知，產生的光束分布受到像散的影響。

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球面像差分析的案例

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