Zemax教程:非顺序系统设计——点光源、反射镜与光管耦合
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本文档详细介绍了如何使用Zemax进行光学设计,特别是非顺序系统的设计过程。首先,我们探讨的是创建一个基础的非顺序系统,该系统由三个主要组件构成:一个细丝光源(filament source)、一个抛物面反射镜(parabolic reflector)和一个平凸透镜(plano-convex lens),这些组件被用于将光线引导至一个矩形光管(rectangular light pipe)。这个设计的目标是实现光线的准直并均匀分布在光管内部。
在开始设计前,确保Zemax软件已经启动并处于非顺序模式。在默认情况下,Zemax以顺序或混合模式启动,但为了进行非顺序设计,用户需要通过菜单操作(File > Non-Sequential Mode)切换到纯非连续模式。此时,编辑器的标题栏会显示出"Non-Sequential Component Editor",这是非连续模式特有的编辑器,与顺序模式下的"Lens Data Editor"不同,后者仅适用于连续或混合模式的系统。
创建系统时,首先需要设置基本的系统属性,这可能包括光源的参数、几何尺寸和材料属性等。在非顺序模式下,用户可以直接添加和调整这些组件,比如添加光源并指定其位置,然后放置抛物面镜以优化光线汇聚。接下来,平凸透镜用于将准直后的光线导向光管,并确保光强在传输过程中保持均匀。
设计过程中,关键步骤之一是追踪分析(trace analysis)射线到达探测器的行为,以评估各个点的辐射分布(radiance distribution)。通过这种方式,可以检查系统的光路是否满足设计要求,例如,确认光束是否平行且均匀地进入光管。最终目标是实现理想的光通量分布,以便于后续的应用,如照明、光学测量或成像。
在Zemax中完成这些步骤后,用户将能够可视化和优化他们的设计,通过调整参数来达到最佳的光学效果。整个过程强调了在实际应用中,非顺序设计对于控制和优化复杂光路的重要性,特别是在追求高效和均匀的光输出时。通过学习并熟练掌握这些技巧,设计师可以在众多领域如光学工程、照明设计甚至光纤通信中发挥重要作用。
2019-05-12 上传
2023-11-08 上传
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