掃描鏡仿真的案例
FRED案例展示：對3片反射鏡5倍無焦望遠鏡建模仿真
Smith在McGraw-Hill出版的《現代鏡頭設計：資源手冊》中提供的數據來建模一個三反射鏡5倍率望遠鏡。
在該模型的設置中使用了一個腳本來追跡系統光軸上的“中心光線”，并打印出光線照射在表面時的垂直位置。這種設置使用戶能夠快速確定系統中第二個和第三個反射鏡所需的垂直位置和孔徑大小。模型設置完成后，使用分析表面在像平面上計算位置點圖來檢查系統的性能。
此處，厚度參數定義為沿著圖中實線所示的共同光軸，相鄰鏡面頂點之間的距離。具體如下圖所示。
“sa”參數定義了每個反射鏡從拋物線原點到反射鏡最外側部分的垂直距離。如下圖所示。
①添加第一個反射鏡
這些離軸反射鏡并不是FRED中的“標準反射鏡對象”，因此需要用自定義元件和自定義表面來定義。
為了定義一個拋物面形狀，表面類型需要設置為“Conicoid”，并根據數據指定曲率半徑和圓錐常數。
反射鏡表面的大小和形狀在“Aperture ”標簽頁定義。數據定義了32mm的垂直偏心，因此Y中心值為32mm。
（此時不妨停下來閱讀一篇相關文章：如何定義離軸拋物面。）
“sa”值被規定為44mm，意味著在y和x方向上的半孔徑值為12。定義孔徑的Z方向的值被選擇得足夠大，以避免在水平方向上裁剪反射鏡。
第一個反射鏡的位置被定義為距光源（假設已創建）水平方向43.84毫米，并且在y值為32毫米下方居中。
新表面的默認涂層和光線追跡控制分別為“Absorb”和“Halt All”。為了表示反射鏡，顯然需要在表面的“Coating/Raytrace Control”控制標簽頁將這些改為“Reflect”和“Reflect Specular”。
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Smith在McGraw-Hill出版的《現代鏡頭設計：資源手冊》中提供的數據來建模一個三反射鏡5倍率望遠鏡。
在該模型的設置中使用了一個腳本來追跡系統光軸上的“中心光線”，并打印出光線照射在表面時的垂直位置。這種設置使用戶能夠快速確定系統中第二個和第三個反射鏡所需的垂直位置和孔徑大小。模型設置完成后，使用分析表面在像平面上計算位置點圖來檢查系統的性能。
此處，厚度參數定義為沿著圖中實線所示的共同光軸，相鄰鏡面頂點之間的距離。具體如下圖所示。
“sa”參數定義了每個反射鏡從拋物線原點到反射鏡最外側部分的垂直距離。如下圖所示。
①添加第一個反射鏡
這些離軸反射鏡并不是FRED中的“標準反射鏡對象”，因此需要用自定義元件和自定義表面來定義。
為了定義一個拋物面形狀，表面類型需要設置為“Conicoid”，并根據數據指定曲率半徑和圓錐常數。
反射鏡表面的大小和形狀在“Aperture ”標簽頁定義。數據定義了32mm的垂直偏心，因此Y中心值為32mm。
（此時不妨停下來閱讀一篇相關文章：如何定義離軸拋物面。）
“sa”值被規定為44mm，意味著在y和x方向上的半孔徑值為12。定義孔徑的Z方向的值被選擇得足夠大，以避免在水平方向上裁剪反射鏡。
第一個反射鏡的位置被定義為距光源（假設已創建）水平方向43.84毫米，并且在y值為32毫米下方居中。
新表面的默認涂層和光線追跡控制分別為“Absorb”和“Halt All”。為了表示反射鏡，顯然需要在表面的“Coating/Raytrace Control”控制標簽頁將這些改為“Reflect”和“Reflect Specular”。
展開 Ansys Zemax | 如何模擬掃描鏡
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概述
這篇文章介紹了：
如何設置掃描鏡建模時所需要的坐標間斷面
如何利用多重結構編輯器設置多個掃描角度
如何對檢流計式的掃描鏡建模，其中鏡面繞其頂點旋轉
如何對多邊形幾何體式的掃描鏡建模，其中鏡面繞著一個偏心點旋轉
建立掃描鏡
在本文中我們將介紹如何設置一個光線90°反射的掃描鏡系統，其中反射鏡面以5°掃描角進行旋轉掃描。打開示例文件中的starting point.zmx文件。文件中包含有一個簡單的聚焦透鏡，其中虛擬表面（橙色）用來表示掃描鏡所要插入的位置。
其中，透鏡的設置如下：
厚度為5mm，材料為N-BK7玻璃
透鏡后表面的曲率半徑使用F數求解，以使透鏡的F數為5
透鏡的后焦距以最優RMS光斑半徑為標準進行了優化
現在我們要把表面2設置為掃描鏡的反射面，并使透鏡相對于表面1繞X軸旋轉90°。
展開 [NEWSLETTER] 共焦掃描顯微鏡
共焦激光掃描顯微鏡是一項廣泛應用于科學研究和工業應用的技術。 在像平面上使用空間針孔（與物的位置共軛）有助于提高分辨率。 我們在VirtualLab Fusion中建立了一個這樣的共焦掃描顯微鏡。特別地，在光柵組件的幫助下，我們使用金屬光柵作為測試物體來演示其工作原理并可視化系統中不同位置的效果。
共焦掃描顯微鏡工作原理
我們在VirtualLab Fusion中建立了一個共焦掃描顯微鏡，使用金屬光柵作為測試物體來演示顯微鏡的工作原理。
光學系統中光柵的建模–實例討論
在典型示例的幫助下，我們解釋了如何在系統內對光柵建模，并討論了諸如光柵對準，光柵級次選擇和角度響應設置之類的主題。
更多相關信息，請發送郵件至: support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
展開 
Ansys Zemax | 如何模擬掃描鏡
打開優化菜單中的優化向導，如下圖所示進行設置：
重新執行優化，OpticStudio很快會得到一個新的透鏡設計，該透鏡在掃描系統的所有掃描角下的光斑尺寸最小。您也可以打開示例文件中的galvanometer.zmx文件查看當前系統。
繞偏心點旋轉
在前一個例子中，我們展示了如何讓反射鏡面繞著它的頂點轉動，這在模擬檢流計式的掃描振鏡或者類似類型的反射鏡時非常有用。然而當掃描鏡是多邊形幾何體的一部分時，它需要繞著一個距離鏡面頂點一定距離的點轉動。這時我們應該如何設置呢？
我們需要把鏡面的旋轉點放在多邊形掃描鏡的中心位置。假設鏡面頂點和多邊形幾何體中心的間距是50mm。在檢流計式掃描振鏡系統的基礎上做如下修改：
這樣修改可以把掃描鏡的旋轉點向遠離鏡面的方向移動50mm。然后，打開掃描鏡的表面屬性 (Surface Properties)，在繪圖 (Draw) 選項卡中將鏡面的基底厚度設置為50mm，如下圖所示：
這樣我們可以清楚的看到鏡面的旋轉點位置：
您可以打開示例文件中的Polygon.zmx文件查看當前系統。
小結
模擬掃描鏡分以下幾個步驟：
使用“添加反射鏡”工具，在鏡面的初始位置設置反射鏡
使用“旋轉/偏心元件”工具，設置反射鏡面的掃描角度
將掃描角度設置為一個多重結構參數
根據使用需要，定義多個結構，對鏡面的掃描過程進行采樣
也可以利用優化菜單中的滑塊功能模擬鏡面的掃描運動
如果掃描鏡的旋轉點不在反射鏡表面上，則可使用坐標間斷面的厚度參數來定義旋轉點與鏡面表面的距離
展開 [VirtualLab] 共聚焦掃描顯微鏡的工作原理
摘要
共聚焦掃描顯微技術在1950年代由ML Minsky發明并獲得專利，后來以激光作為光源，現已得到了廣泛的應用。通過使用空間針孔來阻擋離焦平面散射或反射的光， 促進提高縱向分辨率和對比度。 在此示例中，我們在VirtualLab Fusion中構建了一個共焦掃描顯微鏡，并使用具有變化的脊和槽的金屬光柵作為測試對象來演示其工作原理。
2. 建模任務
共聚焦掃描顯微鏡是如何工作的，并且探測功率隨目標橫向位移產生的變化？
3. 聚焦區域的探測場
4. 來自測試對象的直接反射
5. 待測目標成的像
6. 功率測量VS待測目標的橫向偏移
7. 走進VirtualLab Fusion
8. VirtualLab Fusion中的工作流程
? 使用界面構造光柵結構
- 使用界面配置光柵結構[用例]
? 復雜系統中的光柵建模
- 光學系統中光柵的建模–實例討論[用例]
? 正確設置通道以進行多通道仿真
- 曲面和光柵區域的通道配置[用例]
? ?使用參數運行檢查影響/更改
- 參數運行文檔的使用[用例]
9.
展開 [VirtualLab] 共聚焦掃描顯微鏡的工作原理
摘要
共聚焦掃描顯微鏡在 1950 年代由 M. L. Minsky 發明并獲得專利，后來又以采用激光作為光源的新穎性獲得了廣泛的應用。 通過使用空間針孔來阻擋從焦平面外散射或反射的光，有助于提高縱向分辨率和對比度。 在本例中，我們在VirtualLab Fusion 中構建了一個共聚焦掃描顯微鏡，并使用具有交替脊和凹槽的金屬光柵作為測試對象來演示其工作原理。
建模任務
共聚焦掃描顯微鏡是如何工作的，它如何檢測物體橫向位移導致的功率變化？
焦點區域的探測場
測試對象的直接反射
測試對象的直接反射
測試對象的像
測試對象的像
功率測量與測試對象的橫向偏移
展開 共聚焦掃描顯微鏡的工作原理
摘要
共聚焦掃描顯微技術在1950年代由ML Minsky發明并獲得專利，后來以激光作為光源，現已得到了廣泛的應用。通過使用空間針孔來阻擋離焦平面散射或反射的光， 促進提高縱向分辨率和對比度。 在此示例中，我們在VirtualLab Fusion中構建了一個共焦掃描顯微鏡，并使用具有變化的脊和槽的金屬光柵作為測試對象來演示其工作原理。
共聚焦掃描顯微鏡的工作原理
建模任務
共聚焦掃描顯微鏡是如何工作的，它如何檢測物體橫向位移導致的功率變化？
共聚焦掃描顯微鏡在 1950 年代由 M. L. Minsky 發明并獲得專利，后來又以采用激光作為光源的新穎性獲得了廣泛的應用。 通過使用空間針孔來阻擋從焦平面外散射或反射的光，有助于提高縱向分辨率和對比度。 在本例中，我們在VirtualLab Fusion 中構建了一個共聚焦掃描顯微鏡，并使用具有交替脊和凹槽的金屬光柵作為測試對象來演示其工作原理。
VirtualLab：共聚焦掃描顯微鏡的工作原理
摘要
共聚焦掃描顯微鏡在 1950 年代由 M. L. Minsky 發明并獲得專利，后來又以采用激光作為光源的新穎性獲得了廣泛的應用。通過使用空間針孔來阻擋從焦平面外散射或反射的光，有助于提高縱向分辨率和對比度。在本例中，我們在VirtualLab Fusion 中構建了一個共聚焦掃描顯微鏡，并使用具有交替脊和凹槽的金屬光柵作為測試對象來演示其工作原理。
建模任務
共聚焦掃描顯微鏡是如何工作的，它如何檢測物體橫向位移導致的功率變化？
焦點區域的探測場
測試對象的直接反射
測試對象的直接反射
測試對象的像
測試對象的像
功率測量與測試對象的橫向偏移
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展開 VirtualLab ：共聚焦掃描顯微鏡的工作原理
摘要
共聚焦掃描顯微鏡在 1950 年代由 M. L. Minsky 發明并獲得專利，后來又以采用激光作為光源的新穎性獲得了廣泛的應用。通過使用空間針孔來阻擋從焦平面外散射或反射的光，有助于提高縱向分辨率和對比度。在本例中，我們在VirtualLab Fusion 中構建了一個共聚焦掃描顯微鏡，并使用具有交替脊和凹槽的金屬光柵作為測試對象來演示其工作原理。
建模任務
共聚焦掃描顯微鏡是如何工作的，它如何檢測物體橫向位移導致的功率變化？
焦點區域的探測場
測試對象的直接反射
測試對象的直接反射
測試對象的像
測試對象的像
功率測量與測試對象的橫向偏移
展開 
共聚焦掃描顯微鏡的工作原理
摘要
共聚焦掃描顯微技術在1950年代由ML Minsky發明并獲得專利，后來以激光作為光源，現已得到了廣泛的應用。通過使用空間針孔來阻擋離焦平面散射或反射的光， 促進提高縱向分辨率和對比度。 在此示例中，我們在VirtualLab Fusion中構建了一個共焦掃描顯微鏡，并使用具有變化的脊和槽的金屬光柵作為測試對象來演示其工作原理。
2. 建模任務
共聚焦掃描顯微鏡是如何工作的，并且探測功率隨目標橫向位移產生的變化？
3. 聚焦區域的探測場
4. 來自測試對象的直接反射
5. 待測目標成的像
6. 功率測量VS待測目標的橫向偏移
7. 走進VirtualLab Fusion
8. VirtualLab Fusion中的工作流程
? 使用界面構造光柵結構- 使用界面配置光柵結構[用例]
? 復雜系統中的光柵建模- 光學系統中光柵的建模–實例討論[用例]
? 正確設置通道以進行多通道仿真
- 曲面和光柵區域的通道配置[用例]
? ?使用參數運行檢查影響/更改
- 參數運行文檔的使用[用例]
9.
展開 金屬科研“神器”：掃描電子顯微鏡原理及應用
掃描電子顯微鏡是我們金屬科研工作中應用最廣泛的“神器”，可以說幾乎伴隨著每一位研究生度過自己最重要的科研經歷，時常“愛也掃描”“恨也掃描”，今天就系統地為新老同學們和需要應用掃描的科技工作者介紹一下掃描電鏡的原理及應用。
電子顯微鏡利用電子成像，類似于光學顯微鏡使用可見光成像。由于電子的波長遠小于光的波長，所以電子顯微鏡的分辨率要高于光學顯微鏡的分辨率。
圖1 蔡司SIGMA 500場發射掃描電鏡
掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）,簡稱掃描電鏡，已成為功能強、用途廣的材料表征工具，已廣泛應用于材料，冶金，礦物，生物學等領域，如圖1所示為蔡司場發射掃描電鏡。
SEM結構及工作原理?
SEM主要組成部分是：
電子光
學系統，
信號
收集處理系統，圖像顯示和記錄系統，真空系統，電源及控制系統等，如圖2所示。
圖2 SEM工作原理示意圖
它是用細聚焦的電子束轟擊樣品表面，通過電子與樣品相互作用產生二次電子、背散射電子等對樣品表面或斷口形貌進行觀察和分析。
圖3 金屬斷口觀察（來源網絡）
在SEM中，電子束以柵網模式掃描樣品。首先，電子在鏡筒頂部生成電子。當電子的熱能超過了源材料的功函數時，就會被釋放出來，然后它們加速向帶有正電荷的陽極高速移動。整個電子鏡筒必須處于真空狀態。
像電子顯微鏡的所有組件一樣，電子也被密封在特殊的真空室中以保護它不受污染、振動和噪音的影響。除了保護電子不受污染，真空環境有利于得到高分辨率圖像。
若非真空環境，鏡筒中可能存在其他原子和分子，它們與電子相互作用，使電子束發生偏轉，從而降低圖像質量。
展開 OCAD應用：單反射鏡掃描光學系統初始結構設計
圖1.帶有端部反射鏡及保護玻璃的單反射鏡掃描系統示意圖
單反射鏡掃描光學系統往往多設在光學系統端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。
具有端部反射鏡（棱鏡）及保護玻璃的掃描光學系統，由于其端部反射鏡（棱鏡）是個運動部件，其前保護玻璃可能是三維傾斜的，因此不易計算他們的外形尺寸。為此本程序包含了這個小部件的外形尺寸計算功能。在選擇“設計”菜單中的“端部反射鏡及保護玻璃”后，會出現一個小窗體。窗體上要求填寫有關端部反射鏡、保護玻璃以及系統性能的一些數據。填寫完畢，選擇工具條上確定按鈕，然后就能自動計算幷畫出這一小部件的圖形，同時還可以在菜單上選擇反射鏡運動效果圖如圖2。
圖2.端部反射鏡及保護玻璃的設計窗體
圖3.端部反射鏡及保護玻璃的設計圖示意圖
展開 OCAD應用：單反射鏡掃描光學系統初始結構設計
圖1.帶有端部反射鏡及保護玻璃的單反射鏡掃描系統示意圖
單反射鏡掃描光學系統往往多設在光學系統端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。
具有端部反射鏡（棱鏡）及保護玻璃的掃描光學系統，由于其端部反射鏡（棱鏡）是個運動部件，其前保護玻璃可能是三維傾斜的，因此不易計算他們的外形尺寸。為此本程序包含了這個小部件的外形尺寸計算功能。在選擇“設計”菜單中的“端部反射鏡及保護玻璃”后，會出現一個小窗體。窗體上要求填寫有關端部反射鏡、保護玻璃以及系統性能的一些數據。填寫完畢，選擇工具條上確定按鈕，然后就能自動計算幷畫出這一小部件的圖形，同時還可以在菜單上選擇反射鏡運動效果圖如圖2。
圖2.端部反射鏡及保護玻璃的設計窗體
圖3.端部反射鏡及保護玻璃的設計圖示意圖
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