Основы компьютерного моделирования оптических систем различных классов

№ пов.

Радиусы кривизны

Осевые расстояния

Марки стекол

ВОЗДУХ

1

65,7011

2,0

ТФ4

2

45,7810

0,1

ВОЗДУХ

3

47,2871

15,0

K8

4

–4867,984

ВОЗДУХ

Отн. зр.

Продольные аберрации, мм

Поперечные аберрации, мм

Коор.

0

1

2

0

1

2

1,000

0,1795

0,2836

0,2616

0,0169

0,0267

0,0246

0,866

0,0935

0,1799

0,1934

0,0076

0,0146

0,0158

0,707

0,03689

0,1067

0,1538

0,0024

0,0071

0,0102

0,500

0,00661

0,605

0,1397

0,0003

0,0028

0,0066

0,000

0,0000

0,0387

0,1486

0,000000

0,000000

0,000000

Tg’ 100

Волновые

аберрации

(дл. волн)

Неизопл.

Hзр

0

1

2

(%)

(tg 100)

9,431

0,4419

1,011

1,3842

0,0007

15,1800

8,163

0,1703

0,5471

0,9280

–0,0034

13,1463

6,660

0,0428

0,2615

0,5807

–0,0047

10,7339

4,705

0,0029

0,0965

0,02877

–0,0035

7,5900

0,000

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

F

F'

SF

SF

–161.4998

161.4998

–162.1150

149.7533

№ пов.

Радиусы кривизны

Осевые расстояния

Марки стекол

ВОЗДУХ

1

89,3311

2,501

ТФ4

2

54,3303

12,95

ВОЗДУХ

3

63,8320

12,1

К8

4

–187,5109

ВОЗДУХ

Аберрации осевого пучка:

Отн. зр.

Продольные аберрации, мм

Поперечные аберрации, мм

Коор.

0

1

2

0

1

2

1,000

–0,07595

–0,04435

0,10394

–0,00717

–0,004192

0,009792

0,866

–0,06200

–0,03143

0,11752

–0,00506

–0,002571

0,009580

0,707

–0,04546

–0,01673

0,13459

–0,00303

–0,001116

0,008949

0,500

–0,2511

0,00114

0,15621

–0,00118

0,000054

0,007338

0,000

0,0000

0,02322

0,18320

0,000000

0,000000

0,000000

Tg’ 100

Волновые

аберрации

(дл. волн)

Неизопл.

Hзр

0

1

2

(%)

(tg 100)

9,431

0,4419

1,011

1,3842

0,0007

15,1800

8,163

0,1703

0,5471

0,9280

–0,0034

13,1463

6,660

0,0428

0,2615

0,5807

–0,0047

10,7339

4,705

0,0029

0,0965

0,02877

–0,0035

7,5900

0,000

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

Таблица Б.1

Операторы, относящиеся к разным категориям

Категория

Соответствующие операторы

First-order optical properties –

EFFL, PIMH, PMAG, AMAG, ENPP, EXPP,

оптические свойства первого

LINV, WFNO, POWR, EPDI, ISFN, OBSN,

порядка

EFLX, Y, SFNO, TFNO

Aberrations – аберрации

SPHA. COMA, ASTI, FCUR, DIST, DIMX,

AXCL, LACL, TRAR, TRAX, Y, TRAI, OPDC,

PETZ, РЕТС, RSCH, RSCE, RWCH, RWCE,

ANAR, ZERN, TRAC, OPDX, RSRE, RSRH,

RWRE, TRAD, TRAE, TRCX, Y, DISG, FCGS,

FCGT, DISC, OPDM, RWRH, BSER

MTF data – данные МПФ

MTFT, MTFS, MTFA, MSWT, MSWS,

MSWA, GMTA, GMTS, GMTT

Encircled energy – концент-

DENC, GENC

рация

Constraints on lens data – огра-

TOTR, CWA, CVGT, CVLT, CTVA, CTGT,

ничения на параметры линз

CTLT, ETVA, ETGT, ETLT, COVA, COGT,

COLT, DMVA, DMGT, DMLT, TTHI, VOLU,

MNCT, MNET, MXCT, MXET, MNCG,

MNEG, MXCG, MXEG, MNCA, MNEA,

MXCA, MXEA, ZTHI, SAGX, SAGY, CVOL,

MNSD, MXSD, XXET, XXEA, XXEG, XNET,

XNEA, XNEG, TTGT, TTLT, TTVA, TMAS,

MNCV, MXCV, MNDT, MXDT

Constraints on parameter – огра-

P1VA, P1GT, P1LT, P2VA, P2GT, P2LT,

ничения на параметрические

P3VA, P3GT, P3LT, P4VA, P4GT, P4LT,

данные

P5VA, P5GT, P5LT, P6VA, P6GT, P6LT,

P7VA, P7GT, P7LT, P8VA, P8GT, P8LT

Constraints on extra data – огра-

XDVA, XDGT, XDLT

ничения на внешние данные

Окончание табл. Б.1

Категория

Соответствующие операторы

Constraints on glass data – огра-

MNIN, MXIN, MNAB, MXAB, MNPD,

ничениянаданныестекол

MXPD, RGLA

Constraints on paraxial ray data –

PARX, PARY, PARZ, PARR, PARA, PARB,

ограничения на данные для

PARC, PANA, PANB, PANC, PATX, PATY,

параксиального луча

YNIP

Constraints on real ray data –

REAX, REAY, REAZ, REAR, REAA, REAB,

ограничения на данные для

REAC, RENA, RENB, RENC, RANG,OPTH,

реального луча

DXDX, DXDY, DYDX, DYDY, RETX, RETY,

RAGX, RAGY, RAGZ, RAGA, RAGB, RAGC,

RAIN, PLEN, HHCN, RAID, IMAE

Constraints on element positions

GLCX, GLCY, GLCZ, GLCA, GLCB, GLCC

(на положение элементов)

Changing system data – изме-

CONF, PRIM, SVIG

нение параметров системы

General math operands – основ-

ABSO, SUMM, OSUM, DIFF, PROD, DM,

ные математические опера-

SQRT, OPGT, OPLT, CONS, QSUM, EQUA,

торы

MINN, MAXX, ACOS, ASIN, ATAN, COSI,

SINE, TANG

Multi-configuration (zoom) data –

CONF, ZTHI, MCOV, MCOL, MCOG

параметры системы с изме-

няющейся конфигурацией

Gaussian beam data – парамет-

GBWA, GBWO, GBWZ, GBWR

ры гауссового пучка

Gradient index control oper-

I1GT, I2GT, I3GT, I4GT, I5GT, I6GT, I1LT,

ands – операторы, контроли-

I2LT, I3LT, I4LT, I5LT, I6LT, I1VA, I2VA,

рующие градиент показателя

I3VA, I4VA, I5VA, I6VA GRMN, GRMX,

преломления

LPTD, DLTN

Fiber coupling operands – опе-

FICL

раторы волоконной оптики

Optimization with ZPL macros –

ZPLM

оптимизациясZPL макросами

User defined operands – опера-

UDOP

торы пользователя

Merit function control operands –

BLNK, ENDX, USYM, DMFS, SKIS, SKIN

операторы контроля оценоч-

ной функции

Name –

Description – описание

Параметр

Параметр

Нху, Рху

название

lnt1

lnt2

ABSO

Абсолютное значение

№ опера-

–

–

тора

AMAG

Угловоеувеличение(отношениеуглов);

–

№ длины

не работает для непараксиальных

волны

систем

ANAR

Радиусугловойаберрации, измеренной

№ длины

Да

в плоскости изображения относитель-

волны

но главного луча для главной длины

волны. См. оператор TRAR

ASTI

Астигматизм третьего порядка, вычис-

№ опера-

№ длины

ляемый по коэффициентам Зейделя; не

тора

волны

работает для непараксиальных систем

AXCL

Хроматизм положения вдоль оси Z

(только для параксиальных систем)

BSER

Ошибкаходаосевоголучавплоскости

№ длины

изображения

волны

COMA

Кома 3-го порядка; работает для парак-

№ поверх-

№ длины

сиальных систем

ности

волны

CTGT

Минимальная величина центральной

№ поверх-

толщины указанной поверхности

ности

CTLT

Ограничение максимальной величины

№ поверх-

центральной толщины указанной по-

ности

верхности. См. оператор «МХСТ»

CTVA

Требуемая величина центральной тол-

№ поверх-

–

–

щины указанной поверхности

ности

CVGT

Ограничение минимальной величины

№ поверх-

кривизны поверхности

ности

CVLT

Ограничение максимальной величины

№ поверх-

кривизны поверхности

ности

CVVA

Устанавливает требуемую величину

№ поверх-

кривизны поверхности

ности

DENC

Радиус кружка дифракционного пятна,

Целое

Номер

Нх

мкм, сзаданнойвеличинойконцентра-

число

поля

(0-1)

ции энергии для полихроматического

(1, 2, ...)

(1, 2, ...)

излучения. lnt1 определяет размер сет-

киотсчетов: 1 длясетки8 8, 2 – 16 16

и т. д. Нх – часть концентрируемой

в кружке энергии

Name –

Description – описание

Параметр

Параметр

Нху, Рху

название

lnt1

lnt2

DIMX

Верхний предел на абсолютную вели-

№ поля

№ длины

чину дисторсии. При lnt1 = 0 – макси-

волны

мальная координата поля. Работает

для ОС с вращательной симметрией

DISG

Стандартная дисторсия для луча из за-

№ поля

№ длины

Да

данной точки поля в заданную точку

волны

входного зрачка, для заданной , отно-

сительно центра заданного поля

EFFL

Эффективное фокальное расстояние

№ длины

системы (параксиальная величина)

волны

EFLX

Эффективное фокальное расстояние в

№ первой

№ по-

–

локальной Х-плоскости для выбранной

поверх-

следней

части ОС для главной

ности

поверх-

ности

EFLY

Эффективное фокальное расстояние в

№ первой

№ по-

–

локальной Y-плоскости для выбранной

поверх-

следней

части ОС для главной

ности

поверх-

ности

ENDX

Ограничение оценочной функции

–

–

–

ENPP

Расстояние до входного зрачка от пер-

вой поверхности (параксиальная вели-

чина для центрированных ОС)

EPDI

Диаметр входного зрачка

–

–

–

ETGT

Минимальнаякраеваятолщинауказан-

№ поверх-

Код

нойповерхности; вычисляетсянарадиу-

ности

(0, 1, 2, 3)

се, равномполудиаметру поверхности

и направленном вдоль оси +Y (код 0);

вдоль оси +Х (1); вдоль оси –Y (2);

вдоль оси –X (3)

ETLT

Максимальнаякраеваятолщинауказан-

№ поверх-

Код

ной поверхности. Аналогично опера-

ности

(0, 1, 2, 3)

тору ETGT

ETVA

Заданная величина краевой толщины

№ поверх-

Код

указанной поверхности. Аналогично

ности

(0,1,2,3)

оператору ETGT, ETLT

EXPP

Расстояние до выходного зрачка от

плоскости изображения в принятых

линейных единицах

FCGS,

Сагиттальная и тангенциальная кри-

№ длины

Нх, Ну

FCGT

визна для заданной точки поля и

волны

Name –

Description – описание

Параметр

Параметр

Нху, Рху

название

lnt1

lnt2

GBWO

Размерперетяжкигауссовапучкав про-

№ поверх-

№ длины

Нх

странстве (изображений) за заданной

ности

волны

поверхностью. Для Нх = 0 вычисления

дляy-направления, в противномслучае:

для х-направления

GBWR

Радиускривизныфронтагауссовапучка

№ поверх-

№ длины

Нх

на заданной поверхности. См. GBWO

ности

волны

GENC

Геометрическое распределение энер-

Целое

гии: величина радиуса, мкм, области,

число

содержащей заданное кол-во энергии,

для заданного поля и

GLCX,

Х, Y, Z – координаты вершины указан-

№ поверх-

–

–

GLCY,

нойповерхности вглобальнойсистеме

ности

GLCZ

координат

GMTA

СредняявеличинагеометрическойМПФ

Число

№ длины

Нх, Ну

для сагиттальной и меридиональной

окружно-

волны

плоскостей. Для lnt2 = 0 вычисляется

стей, це-

полихроматическая МПФ. Нх опреде-

лое число

ляет номер поля (1, 2, ...); Ну – прост-

(1, 2, ...);

ранственную частоту, л/мм

обычно 8

или более

GRMN

Минимальная величина показателя

№ поверх-

№ длины

преломления n для указанной ; конт-

ности

волны

ролируется в шести точках

GRMX

Максимальная величина n для указан-

№ поверх-

3 длины

ной у заданной градиентной поверх-

ности

волны

ности; контроль в шести точках

InGT,

Ограничение минимальной и макси-

№ поверх-

№ длины

InLT

мальной величины n для указанных ,

ности

волны

градиентной поверхности и точки на

поверхности: контроль в шести точках

ISFN

ПараксиальноеF – числов пространстве

–

–

изображений для ОС, работающей

с бесконечного расстояния

LACL

Хроматизм увеличения

MNCA

Минимальная величина толщин воз-

№ первой

№ по-

душных промежутков между элемен-

поверх-

следней

тами для указанной части ОС

ности

поверх-

ности

Name –

Description – описание

Параметр

Параметр

Нху, Рху

название

lnt1

lnt2

MNCG

Минимальная величина толщин стек-

№ первой

№ по-

лянных элементов для указанной

поверх-

следней

части системы

ности

поверх-

ности

MNCV

Минимальная величина кривизны всех

№ первой

№ по-

указанных поверхностей

поверх-

следней

ности

поверх-

ности

MNEG

Минимальная толщина на краю стек-

№ первой

№ по-

лянныхэлементовдляуказаннойчасти

поверх-

следней

системы

ности

поверх-

ности

MNET

Минимальные краевые толщины всех

№ первой

№ по-

поверхностей для указанной части

поверх-

следней

системы

ности

поверх-

ности

MNIN

Минимальная величина показателя

№ первой

№ по-

преломления Nd для заданного ряда

поверх-

следней

поверхностей

ности

поверх-

ности

MNSD

Минимальная величина полудиамет-

№ первой

№ по-

ров указанных поверхностей

поверх-

следней

ности

поверх-

ности

МХАВ

Максимальная величина числа Аббе

№ первой

№ по-

для указанного ряда поверхностей

поверх-

следней

ности

поверх-

ности

NPXG,

Х-координата объекта типа «Non-

№ поверх-

Объект

NPXL

sequential object»

ности

NPXV

NPYG

Y-координата объекта типа «Non-

№ поверх-

Объект

NPYL

sequential object»

ности

NPZG

NPZG

Z-координата объекта типа «Non-

№ поверх-

Объект

NPZL

sequential object»

ности

NTXG

Наклон объекта типа «Non-sequential

№ поверх-

Объект

NTXV

object» относительно оси Х

ности

NTXL

Name –

Description – описание

Параметр

Параметр

Нху, Рху

название

lnt1

lnt2

OBSN

Числовая апертура в пространстве объ-

ектов (для ОС, работающих с конеч-

ного расстояния); вычисляется на оси

для главной длины волны

OPDC

Оптическая разность хода между

–

№ длины

Да

заданным и главным лучами в

волны

PARX

Х, Y, Z – координаты параксиального

№ поверх-

№ длины

Да

PARY

луча для указанной поверхности в ис-

ности

волны

PARZ

пользуемых единицах измерения

PMAG

Параксиальное увеличение (для ОС,

№ длины

работающих с конечного расстояния)

волны

POWR

Оптическая сила данной поверхности

№ поверх-

№ длины

–

в обратных единицах измерения

ности

волны

PRIM

Главная длина волны (для изменения

№ длины

номера при вычислении величины

волны

оценочной функции)

RAGX,

Х, Y, Z – координаты заданного луча

№ поверх-

№ длины

Да

Y, Z

в глобальной системе координат в ис-

ности

волны

пользуемых единицах измерения

RAID

Уголвградусахмеждузаданнымлучом

№ поверх-

№ длины

Да

и нормалью к поверхности в точке пе-

ности

волны

ресечения луча с указанной поверх-

ностью

RANG

Величина угла в радианах между задан-

№ поверх-

№ длины

Да

ным лучом и локальной осью Z

ности

волны

REAX,

Х, Y, Z – координаты реального луча

№ поверх-

№ длины

Да

Y, Z

на указанной поверхности в использу-

ности

волны

емых единицах измерения

RSCE

СКВ размера пятна рассеяния (абер-

Число

№ длины

Нх, Ну

рации лучей) относительно геометри-

окружно-

волны

ческого центра тяжести изображения

стей на

в используемых единицах измерения

зрачке

(Rings)

RSCH

СКВ размера пятна рассеяния (аберра-

Число

№ длины

Нх, Ну

ции лучей) относительно главного луча

окружно-

волны

в используемых единицах измерения

стей на

(для систем с круглыми зрачками).

зрачке

lnt2 = 0 для полихроматического пят-

(Rings)

на рассеяния с учетом весов