zemax筆記19——牛頓望遠鏡的建立和評價

系統(tǒng)要求

  • 有效焦距為800
  • F數(shù)為8
  • 半視場為2度

構建系統(tǒng)

  • 基本參數(shù)

  • 入瞳直徑為800/8=100。

  • 視場設置為0 ,1.4 , 2。

  • 波長選擇d光。(系統(tǒng)只有反射鏡的話是沒有色差的,設計初期只用單色光就可以了)

  • 設置主反射鏡
    在第二個表面設置曲率為F數(shù)解(F數(shù)為8),材料設置為 MIRROR。
    厚度設置為邊緣光線高度解(高為0),自動求得像面距離。

為了視圖中顯示的光線和結構更清楚一些,在反射鏡前插入一個表面厚度設為1000(看清入射光線)。視圖中設置顯示的起始面為2 。

反射鏡的表面屬性里設置 draw : mirror substrate 設為 flat , thickness 設為 15 。(令反射鏡凸現(xiàn)出一定厚度)

設置主反射鏡
2D視圖
離散斑視圖

從離散斑視圖中可以看到主視場上有球差,邊緣視場有慧差。

對于牛頓望遠鏡來說,其主反射鏡應為拋物面型,消除主視場上的球差。我們只需要將主反射鏡的非球面系數(shù)(conic)設為-1即可。

Paste_Image.png
離散斑視圖
  • 設置次反射鏡(折疊反射鏡)
    我們需要再添加一個反射鏡將出射光路與入射光路分離,才能方便觀察。

去除主反射鏡厚度的邊緣光線解,設置為-700。在主反射鏡后插入一個表面,設置厚度為-100 ,并利用zemax的添加反射鏡工具將其設置為反射鏡,反射角為-90度。

因為有了坐標斷點,這時候需要用3Dlayout來查看系結構。

analysis -> MTF -> FFT MTF
打開MTF視圖可以看到主視場表現(xiàn)非常好。

在實際情況中次反射鏡會遮擋一部分入射光線,而目前設計的結構中并沒有遮擋。我們利用前面插入的第一個表面來實現(xiàn)遮擋。

將第一個表面的孔徑類型設置為環(huán)形遮擋,半徑為42 。


設置遮擋

這時可以看到MTF視圖里MTF函數(shù)大幅下降。

打開足跡圖可以看到每個表面的光線分布
analysis -> miscellaneaneous -> footprint diagram
右鍵,surface 選為 3 (主反射鏡),可以看到因為遮擋,有一部分光線沒有到達反射鏡:


主反射鏡光線分布

右鍵 surface 選為5(次反射鏡),可以看到次反射鏡上,主視場中間一部分被擋住了,邊緣視場有一半被擋住了。

因為光路失去了對稱性,為了準確觀察實際光線分布,我們將主光線四周的視場都添加進去:


重新設置視場
次反射鏡光線分布

可以看到,光線在X方向分布為27.5以內,Y方向分布在39以內。
所以我們將次反射鏡的孔徑設置為橢圓:


次反射鏡孔徑

在3D視圖中通過方向鍵左右旋轉視圖,可以看到次反射鏡在第一個表面上的投影為圓形,直徑為橢圓短軸27.5 。所以我們更改第一個表面的遮擋半徑為28 。


Paste_Image.png

系統(tǒng)構建完成。

查看結果

  • MTF視圖(右鍵顯示衍射極限,主視場與其重合)


    Paste_Image.png
  • 離散斑視圖


    Paste_Image.png
  • 系統(tǒng)結構


    Paste_Image.png
  • 數(shù)頭數(shù)據(jù)


    Paste_Image.png

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