Оптимизация с оператором IMAE

IMAE оператор оценивает эффективность оптической системы путем запуска большого количества лучей во входной зрачок; затем вычисляется часть лучей, которая прошла через все поверхностные апертуры к рассматриваемой поверхности. Оптимизация с этим оператором может не проходить гладко, если в системе используются только поверхностные апертуры с "твердым краем", такие как круглая апертура. Причина этого в том, что ZEMAX оценивает величины производных от операторов, производя очень небольшие дифференциальные изменения значений каждой переменной величины, и лишь затем вычисляет конечную разность для величины оператора. Для оператора IMA небольшие изменения в величине переменной могут не привести к изменению величины оценки эффективности, - если

 

 

17-46                                                                                                      Chapter 17: OPTIMIZATION

нет лучей, проходящих достаточно близко к краю апертуры, чтобы могли произойти изменения от их виньетирования к невиньетированию или наоборот.

Эта проблема может быть решена путем замены апертур с "твердым краем" на апертуры с "мягким краем" (созданные на поверхностях типа "определяемых пользо­вателем"). Апертуры с "мягким краем" имеют пропускание, равное единице почти по всей их площади, но у края пропускание снижается не резко, как у апертур с "твердым краем", а постепенно в пределах небольшой области

Функциональные фильтры, позволяющие произвести такую замену, включены в ZEMAX в качестве примеров DLL файлов, смотри раздел "User Defined Surface" в главе "Surface Types" Смотри, в частности, обсуждение примера US_FILT4.DLL

Using gradient index operands

Использование операторов, контролирующих материалы

С градиентом показателя преломления

Имеется несколько операторов оптимизации, которые используются для контроля свойств материалов с градиентом показателя преломления. Описание некоторых из них дано ниже

DLTN

Этот оператор служит для контроля в процессе оптимизации величины полного диапазона изменения показателя преломления в пределах элемента с градиентом показателя преломления. Колонка lnt1 используется для указания номера поверх­ности, а колонка lnt2 - для определения номера используемой длины волны. Оператор DLTN определяется формулой.

Минимальное и максимальное значения показателя преломления вычисляются при экстремальных значениях Z-координат - Z_min и Z_max. Z_min и Z_max - это Z-координаты заготовки, из которой будет сделан элемент (до образования его формы). Для выпуклых поверхностей они соответствуют их вершинам. Для вогнутых поверхностей они соответствуют точкам в местах максимального прогиба.

LPTD

Этот оператор используется для контроля профиля градиента внутри материала. Используется только колонка lnt1 - для указания номера поверхности с градиентом показателя преломления. LPTD - акроним от LightPath Technology Delta, и исполь­зуется для поддержания монотонности либо возрастания, либо убывания нелиней­ного наклона профиля показателя преломления в материале. Это необходимо только при квадратичной или кубической зависимости осевого градиента. Этот оператор действует только для поверхностей типа GRIN 5.

Целевым значением оператора LPTD должен быть 0. Определяемое этим операто­ром ограничение описывается следующими условиями:

где Z_min и Z_max - z-координаты передней и задней поверхностей заготовки, исполь­зуемой для изготовления линзы (до образования формы поверхностей). Для выпуклых поверхностей они соответствуют их вершинам. Для вогнутых поверхностей

 

Глава 17: ОПТИМИЗАЦИЯ                                                                                                     17 -47

они соответствуют точкам, в которых величина прогиба максимальна. Если остаточное значение оператора будет меньше нуля, то целевое значение можно немного увеличить (попробуйте 0.1). Изменение целевого значения обычно бывает более эффективным, чем увеличение веса оператора. Значение оператора должно равняться нулю для заготовки, которая будет изготовлена. Всегда проверяйте профиль градиента, чтобы быть уверенным, что знак наклона не изменяется.

User defined operands