OAS光学分析软件 | 探索OAS中的序列模式

这篇文章旨在向新用户介绍序列模式的功能。文中介绍了如何设置系统属性，使用布局图 、基本的分析功能和扩展的光源模型，以及对离轴系统进行建模。

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简介

光线追迹广泛应用于模拟光在光学系统中的传播过程。使用光线追迹的方式对光的传播进行模拟的方法通常称为几何光学。

在序列模式的光线追迹过程中，光线会按预先定义的一系列表面的顺序进行追迹，从物面穿过整个系统传播到像面上。其中，光线与所定义的每个序列表面只接触一次。使用序列表面能够很好地描述成像系统。并且光线在序列表面中追迹的计算速度非常快，因此在进行光学系统的设计、优化和公差分析时非常有用。通过光线追迹可以快速实现光学成像系统的像差计算，例如光线光扇图的绘制、衍射计算以及波前差计算等。

许多传统的光学系统都可以归类为光学成像系统，包括相机物镜、远摄镜头、显微镜、望远镜和光谱仪系统等。

OAS中的图形界面

当您首次打开OAS时，您将看到包括了主菜单按钮、树状列表、三维显示窗口和输出栏的界面。

OAS提供的所有功能都可以在主菜单中相应的子菜单里找到。大部分建模功能都可以通过在树状列表中进行快捷创建。

三维图窗口

在OAS点击文件File菜单中的打开按钮时，打开文件序列模式.OASF。这会使OAS加载该文件并在树状列表输入该文件的数据。在这个示例中，总共包含了12个表面。每个表面都包含孔径径、位置、材料和膜层。该示例文件为一个常用的照相物镜系统。

在三维显示窗口可以直观地查看所载入透镜系统的结构。

为了更清楚的查看三维图中的内容，您可以对窗口进行缩放。您也可以通过转动鼠标滚轮或者按住shift+点击鼠标左键来放大或者拖动区域。通过对三维图进行放大，您可以看到很多系统的设计细节。如果想让三维图恢复到原先的比例大小，您可以点击窗口工具栏中的自适应按钮。

点列图分析

OAS可以生成许多不同类型的分析窗口。

如果您勾选了像面的光点计算选项，可以在分析栏光线迹点下打开点列图查看不同的视场和波长组合下像面上的光斑形状。

OAS还支持其他类型的点列图分析。选择分析菜单栏中的光线迹点功能，您将可以查看其他的分析选项。

MTF分析

OAS同样支持对系统进行衍射分析。该示例文件为一个简单的名为库克三片镜的三透镜物镜系统。点击分析菜单中MTF曲线来查看这个镜头的MTF（调制传递函数）分析结果。

离轴系统

OAS也可以对离轴光学系统进行建模，例如包含反射镜、倾斜的元件或者离轴的圆锥曲面镜的光学系统。

导入文件Tilted mirror.OASF，该文件展示了在OAS中构建反射镜系统。如文件中的3D布局图所示，镜面（表面3）是倾斜的，并且光路由于反射镜的存在而产生折叠。

在OAS中进行序列追迹需要在追迹菜单栏的进行序列设置，参数如下表所示：

名称	类型	方式
平行光源	光源
表面003	几何体	普通反射
表面004	几何体	普通反射

Tilted mirror系统建模部分可以在工具菜单栏的多表面编辑快速查看反射镜系统的所有数据。

现在导入文件Unobscured Gregorian.OASF，这是一个由两个圆锥反射镜构成的望远镜系统。从文件默认打开的实体模型图可以看到，通过修改主反射镜和次反射镜的位置旋转参数使其发生了倾斜，这让次反射镜（表面005）不在系统输入光的光路上，从而避免了遮光问题。

该望远镜系统的主反射镜是一个离轴的圆锥曲面镜的一部分，该表面上的偏心孔径使反射镜面与入射光束对准。

孔径、视场和波长数据

该参数定义了光学系统从物方空间收集到的轴上光束的宽度。在OAS中，该数据可以在建立光源和几何体的孔径选项栏中进行设置，也可以在工具菜单栏的多表面编辑快速查看孔径的具体数值。

视场数据用来定义物面上发射光线的位置。在OAS中，您可以在光源菜单栏中找到视场设置。在视场设置中您可以设置视场的波长、坐标等。

您可以在光源菜单栏中设置追迹光线的波长。

进阶学习与探索

您可以随时在OAS树状菜单栏打开其他示例文件、已有的自定义文件或者从头创建您自己的系统，来继续探索OAS序列模式。您可以在打开的示例文件中尝试分析菜单栏中的其他分析功能。

OAS中的帮助系统是非常好的学习资源，您可以在探索其他分析功能时查看帮助系统以获取更多信息，帮助系统可以在帮助菜单栏中打开。