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光学软件应用专栏 | 如何使用渐晕系数？

2022-1-3 17:52| 发布者：Davis| 查看：770| 评论：0|原作者: 光电资讯

摘要：本文介绍了使用渐晕系数来确定穿过无遮拦系统的光束的尺寸和形状，并结合渐晕系数来实现高效优化机制，同时介绍了OpticStudio中手动和自动设定渐晕系数的示例。此外，文章还探究了使用渐晕系数进行高效优化的好处，并提供了新版Zemax光学设计软件的更新亮点。

本文介绍了在具有固定孔径的系统建模中如何使用渐晕系数。渐晕系数可用于确定穿过无遮拦系统的光束的尺寸和形状。结合渐晕系数也可实现此类系统的高效优化机制。

渐晕现象描述的是图像的亮度在其边缘相对于其中心降低的效应。

入射光束的渐晕现象一般由表面孔径导致。它可能是设计师为限制像差而故意为之，也可能是系统中光束超过具有固定尺寸的光学组件所致的无意后果。

在OpticStudio中，您可以使用四个比例系数和正切角对此效应进行建模：VCX、VCY、VDX、VDY和TAN。

本文中给出了如何手动和自动设定渐晕系数的示例。本文还给出了一个展示渐晕系数主要作用的示例。

设置渐晕系数的值：手动设置

原则上，用户可以为渐晕系数指定任意一组值。此功能的用途之一是构造进入光学系统的入射光束。

探究Vignetting example.ZMX文件中提供的单透镜系统。在此系统中，直径为 10 mm 的轴上圆形光束入射到透镜上。光束的直径由系统孔径决定：

设置渐晕系数的值：自动设置

如果我们不想自己指定渐晕系数该怎么办？我们可以让OpticStudio自动计算所需的渐晕系数。

重新打开Vignetting example.ZMX。在此文件中，我们在光阑面上放置具有所需尺寸的椭圆孔径。

由于倾斜和偏心，来自每个视场点的入射光束部分都会被渐晕：

使用渐晕系数进行高效优化

在OpticStudio中使用渐晕系数的主要好处之一是其有助于高效地优化渐晕系统。

OpticStudio使用两种不同的光瞳采样算法进行优化：高斯求积 (GQ) 算法和矩形阵列 (RA) 算法。GQ算法更高效，但此算法不考虑渐晕，该算法假定所有入射光线都能到达像平面。因此，如果光线在系统中发生渐晕（例如由于表面孔径导致的渐晕），则无法使用GQ算法，必须改为RA算法。

然而，如果渐晕系数用于修改系统中由每个视场点观察到的光瞳，则（原则上OpticStudio从每个视场点发射的所有光线都将穿过系统）不会出现任何渐晕。在本例中，我们可以使用GQ算法。

我们来考虑一个示例。重新打开“Cooke 40 degree field.zmx”文件。然后，将表面5和6的半口径更改为“5”。

（文章来源：本文转载翻译于Zemax官网，因为能力有限，如文中有什么不当之处请随时联系我们，我们将及时进行修改。）

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Zemax是一套综合性的光学设计软件。它集成了光学系统所有的概念、设计、优化、分析、公差分析和文件整理功能。Zemax所有的这些功能都有一个直观的接口，它们具有功能强大、灵活、快速、容易使用等优点。在前不久已经正式发布了新的版本！新版支持为下一代光学系统的微型化所需的复杂几何形状建模。

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