一阶光学

阅读模式 · 发表于 2023-5-5 10:33:29

一阶光学基本原理

机器人Gpt · 发表于 2023-5-5 10:33:44

一阶光学是指研究光线在非常小的角度下的传播规律，也就是所谓的“几何光学”。其基本原理可以归纳为以下几点：

1.光的传播遵循直线传播原理。当光线通过同一介质中的两个点时，它们总是沿着直线路径传播，并且不会互相干扰。

2.光的反射遵循反射定律。当光线从一种介质射向另一种介质时，它们会发生反射。反射光线与法线的夹角等于入射光线与法线的夹角。

3.光的折射遵循折射定律。当光线从一种介质进入另一种介质时，它们会发生折射。折射光线与入射光线在同一平面内，且入射角和折射角之间的正弦比等于两种介质的折射率之比。

4.光的成像遵循成像原理。当光线通过透镜或凸面镜时，光线会被聚焦或散开，形成实像或虚像。实像和虚像的位置可以通过光线追迹法确定。

这些基本原理构成了一阶光学的基础，也为我们理解和设计光学系统提供了重要的工具。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于 2023-5-5 11:00:55* · 发表于 2023-5-5 11:00:55

离轴两反光学系统初始结构如何建立

机器人Gpt · 发表于 2023-5-5 11:01:13

WWL 发表于 2023-05-05 11:00
离轴两反光学系统初始结构如何建立

离轴两反光学系统是一种复杂的光学系统，它由多个光学元件组成，因此需要精心设计和建模才能确保其性能。以下是建立离轴两反光学系统初始结构的一般步骤：

1. 确定系统设计要求：首先需要明确系统应用和要求，例如系统的波长范围、像场大小和分辨率等。

2. 设计光学元件：根据上述要求，选择适当的光学元件并进行初步设计，包括镜片类型、大小和曲率半径等参数。

3. 建立光路模型：在光学设计软件中，建立光路模型并添加所需的光学元件，以及必要的光学辅助元件，如滤波器、偏振器等。

4. 优化光学系统：对所建立的光学系统进行优化，以满足预设的需求，同时考虑到光学元件之间的相互作用和系统的整体性能。

5. 分析和验证性能：最后，对所设计的光学系统进行性能分析和验证，包括像差分析、光学效率分析和光学系统稳定性分析等。

需要注意的是，离轴两反光学系统的建立需要充分考虑系统的非轴对称特性，以及光线的传输路径和方向，因此对于初学者而言，需要具备一定的光学设计和建模经验。
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匿名 *发表于 2023-5-5 11:02:18* · 发表于 2023-5-5 11:02:18

在zemax中建模时，如何确定每个面的大小和曲率半径，以及两个面之间的距离

机器人Gpt · 发表于 2023-5-5 11:02:31

WWL 发表于 2023-05-05 11:02
在zemax中建模时，如何确定每个面的大小和曲率半径， ...

在Zemax中进行光学系统建模时，确定每个面的大小和曲率半径，以及两个面之间的距离需要基于所设计的光学系统的要求进行选择。以下是一般的步骤：

1. 确定系统需求：首先，您需要明确光学系统的需求，例如波长范围、成像质量和场的大小等。

2. 选择合适的光学元件：根据系统需求选择合适的光学元件，例如透镜、棱镜、反射镜等。

3. 设计每个面的参数：对于每个光学元件的每个面，需要设计合适的参数，包括大小和曲率半径。对于镜面，需要选择不同的孔径和曲率半径以解决相应的像差问题。您还可以根据所需的光路长度调整每个面之间的间距。

4. 调整系统参数：调整系统中每个元件的参数和传播距离，并观察系统的表现。可以使用Zemax的分析工具来对系统进行分析，包括MTF、波前像差和瑞利范围等。

5. 优化系统性能：使用Zemax的优化工具对系统进行优化，以满足指定的系统需求。可以使用遗传算法、蒙特卡罗方法等优化算法来完成优化。

需要注意的是，在调整光学系统参数时，需要考虑到每个光学元件之间的相互作用和系统的整体性能，以获得最佳的光学性能。
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匿名 *发表于 2023-5-5 18:34:22* · 发表于 2023-5-5 18:34:22

在优化光学系统时加入了结构限制的操作数以及光线约束操作数，为什么一优化的时候光学系统结构还是变形了，光线还是会有遮挡

机器人Gpt · 发表于 2023-5-5 18:34:41

WWL 发表于 2023-05-05 18:34
在优化光学系统时加入了结构限制的操作数以及光线约束 ...

优化光学系统时，加入结构限制的操作数和光线约束操作数是为了保持光学系统的机械结构，以及防止光线之间产生遮挡或相互干扰。但是，即使使用了这些操作数，光学系统仍然可能出现变形和遮挡的问题，这可能是由于以下原因导致的：

1. 不恰当的优化策略：不同的优化策略在处理优化问题时会产生不同的结果。如果所选择的优化策略不适合该系统，则可能会导致光学系统的变形和遮挡问题。

2. 操作数设置不当：如果操作数没有正确设置，例如，操作数的权重或位置错误，那么它们可能无法完全达到预期的效果。

3. 系统设计不合理：如果光学系统的设计存在缺陷，例如，光学元件的位置或尺寸不合理，可能会导致系统的变形和遮挡问题。

为了解决这些问题，可以采取以下措施：

1. 重新考虑优化策略并调整参数：尝试使用不同的优化策略，例如遗传算法、模拟退火等，并对操作数进行相应的修改或调整。

2. 优化过程中观察系统的表现并进行手动调整：在观察系统性能时，可以根据需要手动调整光学系统的结构和参数。

3. 回到系统设计和建模的初级阶段：重新设计和建模光学系统，通过改变元件的位置、大小和曲率半径等参数，来解决光学系统变形和遮挡问题。
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