Obliczenia optyczne 2013/2014 Semestr zimowy

2 X – zajęcia 1h: potrzeba jeszcze 7 zajęć po 2h (14h) Wg planu: 16h nieparzystych 12h parzystych

Warunki zaliczenia obecność na zajęciach 2 (3?) projekty indywidualne wykonać oddać raport obronić Osoby, których wiedza wykracza poza ramy kursu, mogą uzyskać zaliczenie w trybie indywidualnym

Konsultacje ze studentami: środy 9-11, pok. 18/4 A1 czwartki 17-19, pok. 18/4 A1

Sprawy „prostsze”: damian.siedlecki@pwr.wroc.pl

Zemax 13 IE (licencja sieciowa) oprogramowanie do projektowania, modelowania i analizy układów optycznych.

Samouczek „Getting Started Using Zemax 12” w postaci książeczki w wersji elektronicznej (PDF)

www.radiantzemax.com/kb-en/Knowledgebase.aspx

Menu File→Open… Znaleźć następujący plik: ..\Samples\Sequential\Objectives\Double Gauss 28 degree field.zmx

Okno programu Okno edycyjne Okna analizy

Okno programu Pasek tytułowy Pasek menu Pasek narzędzi Pasek statusu

Okno edycyjne LENS DATA EDITOR to najważniejsze okno w programie, ponieważ prawie wszystkie parametry układu optycznego wprowadzane są z poziomu edytora. To tutaj definiuje się rodzaj powierzchni (w Zemaxie 13 są aż 75 typów powierzchni!), jej dane geometryczne, wybiera się rodzaj ośrodka, w którym rozchodzi się światło. Zemax posiada jeszcze 5 innych okien edycyjnych, m.in. MERIT FUNCTION EDITOR, MULTI-CONFIGURATION EDITOR, TOLERANCE DATA EDITOR, EXTRA DATA EDITOR.

Okna analizy Są to graficzne lub tekstowe okna zawierające wyniki obliczeń przeprowadzanych przez ZEMAX. W tym przypadku: LAYOUT, czyli dwuwymiarowy wygląd układu optycznego; RMS vs. FIELD, czyli RMS frontu falowego w zależności od kąta polowego; MATRIX SPOT DIAGRAM, czyli wygląd diagramów śladowych dla różnych kątów polowych.

LENS DATA EDITOR W domyślnym trybie sekwencyjnego biegu promieni (sequential ray-tracing) promień świetlny biegnie ze źródła/powierzchni przedmiotowej (ang.: Object Surface, OBJ), w kierunku powierzchni oznaczonej numerem „1”, na niej ulega odbiciu/załamaniu, później biegnie w kierunku powierzchni „2”, „3” itd., aż do osiągnięcia powierzchni obrazowej (ang.: Image Surface, IMA). Należy zwrócić uwagę, że IMA znajduje się w miejscu zdefiniowanym przez użytkownika, wcale niekoniecznie w miejscu, w którym obraz jest tworzony przez układ optyczny (w sensie optyki geometrycznej).

LENS DATA EDITOR Edytor parametrów soczewki podzielony jest na kolumny, z których każda odpowiada innemu parametrowi danej powierzchni: Surf:Type to rodzaj powierzchni. Zemax pozwala wybrać spośród 74 różnych typów powierzchni w zależności od rodzaju danych za pomocą których je opisujemy i od roli tej powierzchni w układzie optycznym. Najpopularniejszy i najczęściej używany rodzaj powierzchni to Standard:

LENS DATA EDITOR Comment może zawierać krótki opis danej powierzchni. Radius to promień krzywizny danej powierzchni. Thickness to grubość, osiowa odległość od bieżącej powierzchni do następnej z kolei. Glass to materiał (szkło), znajdujący się w przestrzeni pomiędzy bieżącą powierzchnią a następną z kolei. Semi-Diameter to połowa średnicy apertury soczewki. Domyślnie, dla każdej soczewki wartość ta jest liczona automatycznie w ten sposób, by wszystkie promienie dotarły do IMA i by uniknąć winietowania. Conic to wartość stałej stożkowej dla tej powierzchni (k>-1 dla hiperboli, k=-1 dla paraboli, -1>k>0 dla poziomej elipsy, k=0 dla sfery, k>0 dla pionowej elipsy)

LENS DATA EDITOR Powierzchnie można: wstawiać - Edit→Insert Surface (Insert z klawiatury) - Edit→Insert After (ctrl+Insert z klawiatury) usuwać - Edit→Delete Surface (Del z klawiatury) kopiować - Edit→Copy Surfaces (ctrl+c po zazn. całego wiersza) wycinać - Edit→Cut Surfaces (ctrl+x po zazn. całego wiersza) wklejać - Edit→Paste Surfaces (ctrl+v) W przypadku kopiowania i wycinania, jeśli nie zaznaczymy całego wiersza odpowiadającego danej powierzchni, będziemy kopiować/wycinać wartości pojedynczych komórek.

LENS DATA EDITOR Kliknięcie prawym przyciskiem myszy (lub podwójne kliknięcie lewym) n-tej powierzchni w obszarze kolumny opisanej jako Surf:Type powoduje pokazanie się okna dialogowego Surface n Properties z zakładkami Type, Draw, Aperture, Scattering, Tilt/Decenter, Physical Optics i Coating, które umożliwia m.in. wybór rodzaju powierzchni, ustanowienie przysłony aperturowej na danej powierzchni itp…

Definiowanie parametrów dotyczących CAŁEGO układu optycznego. PASEK MENU SYSTEM→GENERAL Definiowanie parametrów dotyczących CAŁEGO układu optycznego.

parametry winietowania. PASEK MENU SYSTEM→FIELDS Definiowanie ilości wiązek świetlnych, ich kątów padania (kątów polowych), parametry winietowania.

Definiowanie długość fal używanych do analizy (zawsze w μm!!). PASEK MENU SYSTEM→WAVELENGTHS Definiowanie długość fal używanych do analizy (zawsze w μm!!).

PASEK MENU ANALYSIS→… Najciekawsza z właściwości ZEMAXa: całe mnóstwo narzędzi do analizy układu optycznego... … których rezultaty można obejrzeć w…

Okna analizy Są wywoływane z poziomu paska menu i paska narzędzi, a przedstawiają wyniki analizy i symulacji numerycznych dla układu optycznego o parametrach zawartych w oknie edycyjnym. Okna analizy nigdy nie zmieniają parametrów układu optycznego. Ich wspólne właściwości to: Update (lub podwójne kliknięcie) powoduje ponownie wykonanie i przeliczenie wyników, szczególnie ważne, gdy zmienia się parametry układu optycznego; Print, czyli wydruk; Window umożliwia kopiowanie, exportowanie i zmianę opcji wyświetlania; Text (nie zawsze dostępne) – dostęp do danych tekstowych, źródeł wykresów; Zoom – powiększenie (przeciągnij i upuść lub klawisz Home/End). Przycisk Settings wywołuje okno dialogowe z ustawieniami, które są różne w zależności od rodzaju analizy.