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ZEMAX

2.3-聚光镜端出离位置与分束角(剪切角)——DIC补偿棱镜

时间:2023/10/30 23:02:31   作者:郑士利   来源:正势利   阅读:118   评论:0
内容摘要:3计算补偿棱镜端定位位置与分束角(剪切角)(o光和e光之间):1)实际优化:根据每个...

3 计算补偿棱镜端定位位置与分束角(剪切角)(o光和e光之间):
1)实际优化:根据每个物镜实际设计的出瞳距离、物镜焦距、剪切量计算(不建议)

2)理想优化:根据按规定的理论物镜出瞳距离、物镜焦距、剪切量计算,好处通用性好(不建议,复杂了点)

3)更理想优化(2023-12-30):无限远模式,入瞳直径为每个倍率对应的剪切量,聚光镜系统(从实际物方平行进入),视场设置单一0视场,波长设置单一0.55um,在聚光镜最后面厚度用M解得到辅助棱镜的相干面(应该每个倍率的相干面相同,类似于物镜后焦面统一),操作数用REAB,Py为1,读取的值为NA,得到的M与NA则作为辅助棱镜的设计目标)

物镜 NA 焦距(mm) 剪切量(mm)
图档日设
tan(θ/2)
图档日设
θ/2(°)
图档日设
分束角θ/2的NA
图档日设
剪切量的一半(mm)
图档日设
10x 0.4 18 0.001300000000 3.61111E-05 0.002069014 7.22222E-05 0.00065
20x 0.75 9 0.000650000000 3.61111E-05 0.002069014 7.22222E-05 0.000325
40x
基准
0.95 4.5 0.000325000000 3.61111E-05 0.002069014 7.22222E-05 0.000163
60x 0.9 3 0.000216666667 3.61111E-05 0.002069014 7.22222E-05 0.000108

以下步骤不建议使用,复杂了(2023-12-30)

一、系统分析:

由于主棱镜的分束角是固定的,而不同物镜的焦距不同而对应的剪切量不同,则建模系统,以10x物镜系统为例

1、物方:以物镜出瞳位置为物面开始,

2、物距:物镜的焦距,18

3、物镜系统:用理想模型给近轴系统的物镜焦距大小就可,18

4、中间距离:物镜的焦点处(即为实际使用的物方位置),18

5、光阑位置:放置于实际使用的物方位置处,半孔径则为剪切量的一半0.00065mm

6、聚光镜物距:按实际聚光镜系统的距离输入

7、聚光镜系统:按实际聚光镜系统输入参数

8、统一补偿棱镜出离面位置:10.1(根据结构设计空间,定出补偿棱镜的靠端面统一的位置),

9、补偿棱镜出离面位置求解:边缘光线高度M,高度0,光瞳0。而理想与理论位置应该为聚光镜的后角面位置。

二、ZEMAX系统设置:

1、系统孔径类型:光阑尺寸浮动

2、视场:只留0视场

3、波长:只留0.55um波长

4、其他按上面步骤建模

5、分束角的NA

操作数,REAB,面选择系统的像面,Py为1,其他为0,则得到出离面位置的NA值-2.427906391103046E-005

2.3-聚光镜端出离位置与分束角(剪切角)——DIC补偿棱镜


2023-11-02 方案可行且简便

可以按无限远模式设计,这样不用带入物镜的焦距,入瞳直径就是算出来的剪切量

如此就可以根据不同倍率对应的剪切量,可以单独去设计补偿棱镜部分的参数。

上面有限远模式的实质亦如此无限远而已。

2023-12-30

无限远模式,excel计算REAB,即为正弦值

LUPLFL-主棱镜参数 补偿棱镜的剪切角NA(正弦值)推导
物镜 NA 焦距(mm) 剪切量(mm)
=2*tan(θ/2)*fi
0.5*剪切量(mm) 聚光镜焦距(mm) tanθ'/2(°)=0.5*剪切量/聚光镜焦距 θ'/2(°)=arctan(θ'/2(°)) sinθ'/2(°)
10x 0.3 18 0.001271368 0.00063568421052632 26.85 2.36754E-05 0.0013565 2.36754E-05
20x 0.45 9 0.000635684 0.00031784210526316 26.85 1.18377E-05 0.00067825 1.18377E-05
40x 0.6 4.5 0.000317842 0.00015892105263158 26.85 5.91885E-06 0.000339125 5.91885E-06
60x 0.7 3 0.000211895 0.00010594736842105 26.85 3.9459E-06 0.000226083 3.9459E-06

θ/2(°)=arctan(θ/2(°))=ATAN(H14)*180/PI()


SIN(RADIANS(30)),这里一个求30角度的正弦值


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