Zemax-几个F#

最新推荐文章于 2025-06-27 13:58:17 发布
最新推荐文章于 2025-06-27 13:58:17 发布
阅读量4.9k 收藏 28
点赞数 11
分类专栏： Zemax学习

基础概念有时理解不够清楚，比如F#，知道几个不同，从字面也能理解大概，但说不明白

一共有三个F/#:1.像空间F/#(Image space F/#）
                        2.近轴工作F/#(paraxial working F/#）
                        3.工作F/#（working F/#)


1.像空间F/#(Image space F/#）:中文手册中的定义是：是在无限远共轭处所计算的近轴有效焦距与近轴入瞳直径之比值。注意，即使透镜不是使用于无线远共轭，这一量还是使用无限远共轭的方法。

 

å¾1.gif

å¾2.gif

近轴F/#=1/(2nsinu),u代表近轴边缘光线的角度

工作F/#=1/(2nsinu)，u代表真实边缘光线的角度

zemax学习系列第六天——系统孔径设置-入瞳、F数、NA
weixin_64529161的博客
07-16 7111
这会让光束的强度以高斯分布，并在半角34度的位置强度降到中心最大值的1/e^2倍。当物体位于无限远时，可以用它来定义相对孔径，此时的ApertureValue中输入具体的入瞳直径数值，一般选择Lens Units为Millimeters（毫米）。X方向的1/e^2强度的NA为 sin(21.25 degrees) = 0.362。Y方向的1/e^2强度的NA为 sin(34 degrees) = 0.559。Y方向的1/e^2强度的半角为40° × 0.85 ＝ 34°。一般看二极管的角度大小来配合设置。
Zemax光学设计(一)——单透镜设计
qq_45364408的博客
01-08 1万+
利用Zemax软件设计单透镜并对参数经行优化
Zemax光学设计三种F数
m0_68553508的博客
06-27 518
在设计流程中，需分阶段合理选用：初期借助近轴工作F/#快速验证，中期通过像空间F/#建立理论框架，后期以工作F/#为核心验证实际性能，确保系统聚焦能力符合设计预期。• 光线追迹限制：当边缘光线无法正常追迹时，软件会估算工作F/#，但结果可能失效（如F/#>10000时，光束接近准直，传统光学模型不再适用）。• 工作F/#的优先级：若工作F/#与像空间F/#差异显著，说明系统存在较大像差或偏离理想共轭状态，需优化设计。• 设计初期：用近轴工作F/#快速评估性能趋势，辅助初始结构搭建。2. 近轴工作F/#
Ansys Zemax 2024百度云盘下载与安装教程指南
Shan1205的博客
05-26 2909
如大家所了解的，‌是一款用于光学设计与仿真的工业标准软件，主要用于光学组件设计、照明系统分析以及复杂光学模型的构建。目前来说，Ansys Zemax 2024是用的比较多的版本。下面，就由小编带领大家从以下几个方面来认识、了解和熟悉这款好用的光学工具吧！
Zemax光学设计——单透镜设计
yangSHU21的博客
11-29 1万+
（1）在镜头数据编辑器中面2那一栏中的“曲率半径”栏右侧的方格中单击，弹出“在面2上的曲率解”对话框（2）将对话框中的求解类型设为“F数”（3）将“F/#”设置为10设置完成后，其中的一些数据会发生变化在初始结构中，透镜的曲率半径和厚度未知，，这些参数需要软件自动优化得到，但可以使用透镜后表面上边缘厚度解得到近轴焦平面的位置在透镜后表面的厚度上单击鼠标右键，选择边缘光线求解类型，它表示近轴边缘光线会自动在下一个表面上聚焦并确定距离值。
F#基础篇_（1）F#简介
qq_56942034的博客
10-12 1813
F#的简介以及开发环境配置
ZEMAX优化方法---【Zemax学习】
yh的博客
12-23 3153
在光学系统自动设计中，优化设计是光学设计中的重要阶段，也是ZEMAX软件的核心功能，涉及评价函数、权因子、阻尼因子等重要概念。在常用的阻尼最小二乘法优化设计的基础上，ZEMAX给我们提供了三种优化选择：Optimization(局部优化)、Global Search(全局优化)和 Hammer Optimization(锤形优化）。
zemax激光扩束系统
04-28
利用 Merit Function 编辑器制定合理的评价标准，包括但不限于以下几个方面： - RMS 斑点大小； - 波前误差分布情况； - 场曲补偿程度等。 通过反复迭代计算直至各项指标均达到预期水平为止。值得注意的是，在实际...
zemax望远镜系统设计
最新发布
07-25
望远镜系统设计在Zemax中通常包括以下几个关键步骤：系统规格定义、初始结构选择、参数优化、像差分析和公差分析。 以下指南将按照这些方面展开，但避免使用步骤词汇，而是以方法或部分的形式呈现。 Zemax望远镜...
Zemax基础知识6--设计小知识
lzy750750的博客
08-25 2533
设计小知识点
在Zemax中验证光学假设需通过建模、仿真和分析实现。以下是针对高斯光束聚焦问题的**非序列模式**验证流程（以验证 \( l' = 5 \, \text{mm} \) 为例）： ### **一、创建非序列光学系统** 1. **启动Zemax并切换模式** - 打开Zemax，新建文件，选择 **Non-sequential（非序列）** 模式（适合复杂光路，如高斯光束、非顺序元件）。 2. **添加光源：高斯光束** - 在 **Non-sequential Component Editor** 中右键选择 **Sources > Gaussian Beam**。 - 设置参数： - **Wavelength**：500 nm（用户指定）。 - **Waist radius**：\( w_0 = 3 \, \text{mm} = 3000 \, \mu\text{m} \)。 - **Waist position**：设为原点（\( x=0, y=0, z=0 \)），即束腰位于坐标系起点。 3. **添加掩模（Photomask）** - 右键选择 **Basic > Rectangle** 作为掩模基板，尺寸设为 \( 10 \, \text{mm} \times 10 \, \text{mm} \)，位置 \( z = l \)（即束腰到透镜的距离 \( l \)，初始设为 \( 10 \, \text{mm} \)）。 - 在掩模上创建孔洞： - 右键选择 **Boolean > Subtract Circle**，设置孔洞直径 \( d = 10 \, \text{nm} = 0.01 \, \mu\text{m} \)，圆心位于基板中心。 4. **添加圆柱透镜** - 右键选择 **Lenses > Cylindrical Lens**，设置参数： - **Radius**：根据焦距 \( f \) 计算，如 \( f = 0.08 \, \mu\text{m} \)（需注意：实际中无法加工如此小的焦距，此处仅为理论验证）。 - **Aperture radius**：设为 \( 1 \, \text{mm} \)，位置 \( z = l + t \)（\( t \) 为掩模到透镜的间距，设为 \( 1 \, \mu\text{m} \)）。 5. **添加探测器** - 右键选择 **Analyze > Power Monitor** 或 **Ray Trace > Detector**，放置于透镜后方 \( z = l' \) 处（初始设为 \( 5 \, \text{mm} \)），用于测量聚焦后的光束参数。 ### **二、参数设置与光线追迹** 1. **单位与精度调整** - 在 **Tools > Preferences > Units** 中，确保长度单位为 **Micrometer**，以兼容纳米级和毫米级尺寸。 - 提高光线追迹精度：在 **Non-sequential Ray Trace** 中，设置 **Ray Count** 为 \( 10^5 \) 或更高，减少统计噪声。 2. **运行光线追迹** - 点击 **Run** 开始追迹，观察光线通过掩模孔洞后经圆柱透镜的传播路径。 - **关键现象**： - 由于 \( d = 10 \, \text{nm} \ll \lambda = 500 \, \text{nm} \)，光束发生强衍射，几乎无法通过孔洞，能量趋近于0。 - 若强制追迹，聚焦后的光斑位置 \( l' \) 接近透镜焦距 \( f = 0.08 \, \mu\text{m} \)，而非目标值 \( 5 \, \text{mm} \)，验证参数矛盾。 ### **三、修正参数与可行方案验证** #### **问题根源** 原参数 \( d = 10 \, \text{nm} \) 和 \( w_0 = 3 \, \text{mm} \) 导致： - 孔洞尺寸小于波长，衍射主导，无实际光学意义。 - 焦距极小，无法物理实现。 #### **修正步骤（以 \( d = 10 \, \mu\text{m} \) 为例）** 1. **更新掩模孔洞尺寸**： - 设 \( d = 10 \, \mu\text{m} \)，重新计算焦距 \( f = \frac{w \cdot d}{\lambda} = \frac{4 \times 10}{0.5} = 80 \, \mu\text{m} \)。 2. **调整圆柱透镜参数**： - 设圆柱透镜半径 \( R = f = 80 \, \mu\text{m} \)（薄透镜近似），位置 \( z = l + t = 5000 \, \mu\text{m} + 1 \, \mu\text{m} = 5001 \, \mu\text{m} \)。 3. **重新运行仿真**： - 光线通过孔洞后，经透镜聚焦，探测器在 \( z = l' = f + \frac{f^2}{l} \approx 80 \, \mu\text{m} + \frac{80^2}{5000} \approx 81.28 \, \mu\text{m} \) 处检测到光斑，仍未达到 \( 5 \, \text{mm} \)。 4. **增大焦距至可行范围**： - 设 \( f = 5000 \, \mu\text{m} = 5 \, \text{mm} \)，孔洞尺寸 \( d = \frac{\lambda f}{w} = \frac{0.5 \times 5000}{4} = 625 \, \mu\text{m} \)。 - 仿真显示：聚焦点 \( l' \approx f = 5 \, \text{mm} \)，符合假设。 ### **四、关键分析工具** 1. **光束质量评估** - 使用 **Beam Analyzer** 测量聚焦后光斑尺寸： - **厚度（束腰半径）**：\( w' \approx \frac{\lambda f}{\pi w_0} = \frac{0.5 \times 5000}{\pi \times 3000} \approx 0.265 \, \mu\text{m} \)（需与目标 \( 4 \, \mu\text{m} \) 对比）。 - **光片长度**：在垂直方向（圆柱透镜非聚焦方向）测量光束发散范围，通过附加柱面镜压缩至 \( 300 \, \mu\text{m} \)。 2. **参数优化** - 在 **Optimization Function Editor** 中设置评价函数： - 目标：\( l' = 5000 \, \mu\text{m} \)，光斑厚度 \( w' = 4 \, \mu\text{m} \)。 - 变量：\( l \)、\( f \)、\( d \)。 - 运行优化算法（如阻尼最小二乘法），自动调整参数至符合要求。 ### **五、结论与建议** 1. **原假设不成立**： \( d = 10 \, \text{nm} \) 和 \( w_0 = 3 \, \text{mm} \) 导致参数矛盾，无法在Zemax中实现 \( l' = 5 \, \text{mm} \)。 2. **可行方案**： - 增大孔洞尺寸至微米级（如 \( d = 625 \, \mu\text{m} \)），匹配 \( f = 5 \, \text{mm} \)。 - 减小束腰半径 \( w_0 \) 至 \( \leq 1 \, \text{mm} \)，降低瑞利长度影响。 3. **进一步验证**： - 模拟四束光干涉（如TILT3D技术），使用 **非序列元件阵列** 复制掩模孔洞，设置相位差实现干涉。 - 结合 **Zemax API** 或 **Python脚本** 自动化参数扫描，快速优化光片质量。 通过以上步骤，可在Zemax中有效验证光学假设，并修正参数至实际可行范围。 如何按照上述步骤建立Zemax文件
05-17
对于高斯光束的仿真，需特别关注以下几个参数： - **Beam Type**：应选择 Gaussian Beam 类型。 - **Beam Size (w0)**：设定初始光束腰半径 $ w_0 $，单位通常为毫米或微米。 - **Wavelength**：指定波长以匹配实验...
运动数码摄像机鱼眼镜头的设计与实例
02-06
为了满足人们对超广角、大视野的取景需求，运用光学软件CODE V和Zemax设计了一个结构紧凑的用于运动数码摄像机的鱼眼镜头光学系统。该镜头由5片玻璃镜片和3片塑胶非球面镜片组成。设计结果表明，镜头F数为2.2，视场角为240°，系统总长度为23 mm，半像高为2.35 mm，在1/2奈奎斯特频率（178 lp/mm）处所有视场均大于0.15，可以实现高清全景监控。投影检测结果显示，该鱼眼镜头产品的性能满足要求。
ZEMAX实例学习1：单透镜（a singlet）
weixin_47638568的博客
07-26 5575
ZEMAX学习实例
F数作用详解
Du_Shuang的博客
08-04 1万+
转载与：https://www.cnblogs.com/wxl845235800/p/9436071.html 一、F数 F数、光圈数、相对孔径的倒数。 F数代表的意义 F数小（光圈大）、F数大（光圈小）。 F数又称为镜头速度，F数小的镜头速度快。因为拍摄的曝光时间△t 正比于F数的平方。 F数还能表征镜头的分辨率，F数越小，能分辨两点间的距离越小，即分辨率越高。因为圆孔最小衍射角为：。所以，像面上能够分辨得开的两点间的最小距离可以计算得到： F数与光能量 一般而言，照相机拍摄物体的距离比较
光学系统的几种F数及与相对孔径的关系
热门推荐
m0_57738853的博客
03-17 2万+
不同F数的区别及与相对孔径的关系一、不同F数1.像空间F/#(Image space F/#)2.近轴工作F/#(paraxial working F/#)3.工作F/#(working F/#)二、与相对孔径的关系 一、不同F数 1.像空间F/#(Image space F/#) 像空间F/#是无限远共轭的有效焦距(EFL)与近轴的入瞳直径（也叫通光口径）（EPD）之比，也叫光圈数。 2.近轴工作F/#(paraxial working F/#) θ为象空间近轴边缘光线角度，n为象空间介质折射率。
光谱仪工作过程及重要参数定义
zhenpixiaoyang的博客
02-20 2406
为了降低零级光谱的强度，将辐射能集中于所要求的波长范围，近代的光栅采用定向闪耀的办法。即将光栅刻痕刻成一定的形状，使每一刻痕的小反射面与光栅平面成一定的角度，使衍射光强主最大从原来与不分光的零级主最大重合的方向，转移至由刻痕形状决定的反射方向。光栅刻痕反射面与光栅平面的夹角，称为闪耀角。每一个小反射面与光栅平面的夹角β保持一定，以控制每一小反射面对光的反射方向，使光能集中在所需要的一级光谱上，这种光栅称为闪耀光栅。刻划光栅具有衍射效率高的特点，全息光栅光谱范围广，杂散光低，且可作到高光谱分辨率。
Zemax学习笔记（2）- 镜头数据编辑器及快速编辑器的使用方法介绍
Carifee的博客
07-23 1万+
镜头数据编辑器及快速编辑器的使用方法介绍打开软件自带样例状态栏四种参数 EFFL,WFNO,ENPD,POPR镜头数据编辑器 打开软件自带样例 我的电脑中样例是在是在这个位置，点击文件->打开 软件自带的一些Samples，D:\ONEDRIVE\文档\Zemax\Samples\Sequential\Objectives。打开Zemax样例中已有的视场角为28°双高斯透镜。如下图所示： 状态栏四种参数 EFFL,WFNO,ENPD,POPR 这四个参数其实都是操作数。其具体含义如下 EFFL:
Ansys Zemax Optistudio：系统孔径 (Aperture)功能
光学码农的博客
07-02 8735
OpticStudio 也支持任何表面上的用户自定义分布，而不仅仅是在入瞳上。用户自定义表面分布是用“用 DLLs 的用户自定义表面分布”中描述的用户自定义面型来实现的。任何余量，而余量 5%表示在“自动”控制下的所有表面的半口径增加 5%。如果“百分比”和“毫米”的余量值都不为零，则先添加百分比，然后添加镜头单位余量。有一种可能是在面与面之间的基础上使半口径失效，而相应的控制复选。当半口径圆柱中的表面有一个自动解时，这种半口径余量控制允许指定一个额外的径向。1.22 λ F（长度），其中 F 是 F/#
NA和F数
weixin_37641525的博客
09-02 2561
Numerical Aperture and F-Number https://www.eckop.com/resources/optics/numerical-aperture-and-f-number/ https://www.microscopyu.com/microscopy-basics/numerical-aperture Numerical Aperture (also termed Object-Side Aperture ) is a value (often symbolized by
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值