013:迈克尔逊干涉仪仿真 在这一节的实例中,我们要采用干涉分析等工具来仿真物理光学现象。下面,我们一边建模一边讨论。
图13-1 理想成像LDE 编辑器列表
图13-2 理想成像结构及像差分析图列表
我们先建立一个简单的理想光学成像系统(4F 系统),系统设置中,物方类型选择物面数值孔径(随意设置一个合理的值);波长为默认;视场为默认0 度。在透镜数据编辑器中输入如图13-1 所示的数据。停止面(Surface 1)的类型选择“Paraxial XY”(傍轴光线),这样就可以将这个面设置为“理想薄透镜”。注意,“Paraxial”为旋转对称理想透镜,“Paraxial XY”为两轴分离理想薄透镜,可以分别设置两个轴不同的光焦度,
即单独设置一个轴就成为“理想柱面镜”。其参数“X-Power”和“Y-Power”分别为两个轴的光焦度,即理想焦距的倒数。
然后打开3D Layout 查看光路结构,同时调出各种像差分析图,例如点列图、光扇图、光程差OPD 图表等等,看看理想情况想的像差分析图表是什么样子的。如图13-2 所示,像差图分析结果像差均为0,点列图为理想点。
再来看看理想情况下的成像效果。点击Analysis→Image Simulation→Image Simulation打开成像仿真器,默认情况下的成像仿真为网格线条模式,如图13-3 所示。
图13-3 理想成像仿真分析(网格线条模式)
点击设置菜单,更改输入文件,根据自己的喜好选择物方图像。软件自带了一个BMP格式的演示图片(高一点的版本才有),可以用来模拟拍照实际成像效果。参数设置如图13-4所示,其中视场高度(Field Height)选项与系统设置中的视场类型有关,如果系统设置中视场类型为视场角度,那么这里应该是指物面对停止面STO 的张角(全角),所以视场高度若再设为0,则表示物面尺寸为0,可能无法看到成像。将视场高度(Field Height)的值设为5(度),表示物面高度(Y 方向)尺寸设定为tan5*50=4.4mm。而X 方向(宽度)则根据图片的比例(像素比例)直接换算得到。设置完毕,得到理想成像系统的成像效
果如图13-15所示,成像比例一比一,清晰度和原图一样。如果你要采用自己感兴趣的仿真图片,可以自己将BMP 格式的图片放在IMAFiles 文件目录下即可。
图13-4 成像仿真分析参数设置(照片演示模式)