» Программы для разработки, тестирования, оптических систем

Цитата:

Думаю, он имел ввиду, что у него график дисторсии получается с безумными величинами

Получал что-то подобное, когда путал задание поля.
Но работаю в Коде.

По любому очень хотелось-бы ответов на поставленные вопросы, конкретных.
А то вопросы просто бред, а когда переспросил - обозвали.....
И непонятно кем

Paredam

Цитата:

Я бы воспользовался Binary Optic 4 типом поверхности.
Не задавая фазовых коэффициентов, конечно.

Я подошёл к вопросу несколько иначе. )))
Воспользовался Binary 2, но не рассчитывая стрелку прогиба поверхности, а задав именно расчёт фазовых коэффициентов, которые и определили нужную форму поверхности киноформа. Короче говоря, киноформ у меня на плоской поверхности, а не на какой-то выпуклой или вогнутой. Так линза получается тоньше.
За счёт того, что длина волны достаточно большая (2,1 мм), киноформ получился не бинарным, а асферическим с большой высотой профиля (4,8 мм), т.е. его теоретическая эффективность равна 100%. Короче говоря, его можно просто выточить резцом асферикой из фторопласта, а не фотолитографией делать маленькими ступеньками с потерями энергии, как в случае видимого света.
Линза диаметром 90 мм и фокусом тоже 90 мм. Получилось четыре дополнительных зубца. Рассчитанный зубчатый профиль линзы синего цвета на картинке справа и он в разных масштабах по осям (реальная высота всех зубцов 4,8 мм, диаметр линзы 90 мм).
Вообщем, на вид обычная линза Френеля, а на деле фазовый элемент. )))



Изначально Земакс не умеет считать коэффициенты полинома для поверхности киноформа. Макрос для расчёта формы поверхности DoeSag.zpl в старом Земаксе отсутствует и не ищется в интернете. Кое-как его нашёл по статьям.
Вроде, как его должны были встроить в Optic Studio. Если кому не трудно, то запустите новый Земакс и посмотрите есть ли в списке макросов макрос DoeSag. Возможно, что его там и нет, так как он самодельный, а не чисто Земаксовский.

KCM_optic

Цитата:

Я это прошел на Германии в длине волны 10 мкм.

Кстати, страна Германия (с большой буквы) и материал германий (с маленькой буквы) - разные понятия.

KCM_optic

Цитата:

...в длине волны...

"...в длине волны..." -

Цитата:

По любому очень хотелось-бы ответов на поставленные вопросы, конкретных.
А то вопросы просто бред, а когда переспросил - обозвали.....

Цитата:

Возможно, что его там и нет, так как он самодельный, а не чисто Земаксовский.
 

В самом новом OS - нет.

Единсвенный есть в статье, как вы и писали http://www.zemax.com/os/resources/learn/knowledgebase/zemax-diffractive-optical-element-sag-macro

Написать автору статьи нужно наверное?

KCM_optic
На другой сайт заливайте, а то не видно картинок.

VECTORRR
paparazzo


Цитата:

Написать автору статьи нужно наверное?

Я его из этой статьи и загрузил в свое время.
Сейчас не дают?
Напиши в личку - пришлю.

KCM_optic
"Я не волшебник, я только учусь ...."(С)
Но изучение вопросов и ответов данного форума помогает в работе, и очень.
Ваш вопрос, простите, крайне сумбурен.
Может быть он касается работы конкретно в Земаксе? Тогда я пас, ибо эту программу как-то недолюбливаю.
На подсознательном уровне (простите коллеги )
Но я думаю, что у вас ошибка на уровне задания исходных, я с этим сталкивался.
Оставьте амбиции и Вы получите ответ. И не только Вы, поверьте.
Но выражаться яснее - это не есть лишнее требование.

paparazzo

Цитата:

В самом новом OS - нет.

Понятно. Видать, что и не появится, хотя и не знаю почему. Считает он правильно, как я проверил.
А его автор уже три года назад отправил в Земакс этот макрос и статью. Вот тут верхний пост:
http://forum.zemax.com/FindPost1928.aspx

Paredam
Да я сам тоже его из этой статьи брал. )))

Ладно, короче разобрался. )))

Цитата:

Но я думаю, что у вас ошибка на уровне задания исходных, я с этим сталкивался.
Оставьте амбиции и Вы получите ответ. И не только Вы, поверьте.

Да скорее всего. Может и ошибка в программе. Глянул я файл от KCM_optic , по трассировке лучей дисторсия несколько процентов оценочно. А выдает на графике от от 90% до 100%

Полным внутренним там и не пахнет, углы падения на поверхности малы.
Ели взять сферы, а не асферики - все нормально показывает.
Хотя форма поверхности меняется незначительно.... Очень похоже на потерю точности в алгоритме расчета графика дисторсии, т.к. коэффициенты асферики имеют порядки от 1e-6 до 1e-11

Добавлено:
P.S. если убрать первый член (первый порядок) асферики, оставив остальные, тоже все хорошо...

Цитата:

Я подошёл к вопросу несколько иначе.

Я имел в виду нечто другое, хотя и использованный подход очччень интересен
Binary 3 или Binary 4 позволяют иметь на одной поверхности несколько профилей

The Binary Optic 3 surface is very similar to the Binary Optic 2 surface. The key difference is that the Binary Optic 3 supports two concentric radial zones, with independent radius, conic, and polynomial aspheric deformation and diffractive phase data for each zone. The surface is divided into two zones by two radial coordinates, , and . The inner radial zone extends from the center of the surface to the radial coordinate . The outer radial zone extends from outward. The radial coordinate is used for normalizing the phase coefficients in the outer zone, even though the surface may extend past the coordinate . The outer zone is offset from the inner zone to make the surface sag continuous across the zone boundary, unless the optional "break" parameter is set to 1. ZEMAX requires that .

Т.е. не используя фазовых коеффициентов - можно просто построить составную поверхность у которой каждая зона будет иметь свой профиль.
Тогда каждую зону можно выточить независимо что на плоской, что на какой другой поверхности.

Это то же самое, что сделать, например, три-четыре конфигурации, в которых используется разные зоны зрачка и разная асферика.

Я в последнее время балуюсь асферикой, так вот бывает, что при нечётной асферике какая-то часть лучей очень сильно отбивается от основного кружка, отсюда и неправдоподобные значения на графиках. Похоже, что правда где-то точности мало оказывается для расчёта асферики или ещё что-то другое. При чётной, вроде, как всё получше. P.S. За свои слова не отвечаю...

Paredam

Цитата:

Binary 3 или Binary 4 позволяют иметь на одной поверхности несколько профилей

Про Binary 3 я ранее прочитал и понял, но там указано только две зоны, а Binary 4 в Земакс 2009 нет.
Могу попробовать и Binary 3, но так как только две зоны, то линза получится толще, чем если разбить на пять зон, что получилось у меня. Я именно хотел получить линзу потоньше.

Paredam

Цитата:

Это то же самое, что сделать, например, три-четыре конфигурации, в которых используется разные зоны зрачка и разная асферика.

Вот именно так я с самого начала стал делать и считать. )))
Просто мне было тогда неизвестно как задавать диаметры этих зон, ведь именно от соотношения диаметров этих зон и зависит форма фронта. Исходя из просто рассчитанного преломления могло бы быть всё хорошо, а из-за диффракции на зонах всё может оказаться плохо. В простой линзе Френеля с широкими зонами для осветителя видимого диапазона диаметры зон можно располагать произвольно, так как дифракция на них мала, а когда длина волны несколько миллиметров и сравнима с шириной зон, то дифракция уже большая и нужно учитывать влияние и параметры соседних зон, чтобы даже и с дифракцией результирующий фронт оказался таким, будто линза обычная с гладкой поверхностью, а не зубчатый киноформ. Короче говоря, диаметры зон должна рассчитать программа. Или я ошибаюсь?
Не знаю, может я чего придумываю и не понимаю на этот счёт. )))

Цитата:

Похоже, что правда где-то точности мало оказывается для расчёта асферики или ещё что-то другое.

Вообщем да, проблема решается заменой на четную асферику!

P.S. Но такого качества, как с нечетной, можем и не получить...

VECTORRR
У меня почему-то такое ощущение, что при расчетах Zemax не принимает во внимание дифракцию, а просто тупо добавляет фазовый сдвиг в зависимости от высоты падения луча на поверхность.
Хотя, исходя из принципа Френеля, это наверное и есть учет дифракции.

Зоны, зубцы и прочее - только некая интерпретация для производства.
Абсолютно точно, Zemax не учитывает затенение, преломление на боковых гранях и прочее.
Это можно посчитать в FRED. Специально обсуждал с ними этот вопрос.

Bottom line - Zemax считает луч до преломления с базовой поверхностью (без учета зубов), преломляет его на поверхности, и добавляет фазовый сдвиг в зависимости от среды.

Цитата:

Но изучение вопросов и ответов данного форума помогает в работе, и очень.
Ваш вопрос, простите, крайне сумбурен.
Может быть он касается работы конкретно в Земаксе? Тогда я пас, ибо эту программу как-то недолюбливаю.

А ее любил пока не столкнулся с асферикой высшего порядка. Мою систему сбросил в CODE V и получил совершенно другое фокусное расстояние вместо F=100 примерно F=80, хотя работал макросом преобразования ZemaxTo... ???
хРЕНЕЮ ОТ этих непоняток
А как сбросить систему для общего обозрения? Прошу деду помочь?

Добавлено:

Цитата:

paparazzo

Так может, если у Вас есть лицензия? забросьте эту систему Авторам

Paredam

Цитата:

У меня почему-то такое ощущение, что при расчетах Zemax не принимает во внимание дифракцию, а просто тупо добавляет фазовый сдвиг в зависимости от высоты падения луча на поверхность.

Ммм, вы ведь помните, что условие точечного изображения - равенство оптических путей для лучей по апертуре. Если бы Земакс просто добавлял фазовый сдвиг, то тогда бы чем Binary отличалась от обычной асферической линзы, которая тоже рассчитана с учётом равенства опт. путей? Возможно, что Вы просто выподзабыли, что у Binary есть столбец Diffract order. Если его менять, то и форма профиля должна меняться, т.е дифракция всё же учитывается:



Paredam

Цитата:

а просто тупо добавляет фазовый сдвиг в зависимости от высоты падения луча на поверхность.
Хотя, исходя из принципа Френеля, это наверное и есть учет дифракции.

Да так и есть, наверное. За "наверное" самому себе стыдно за то, что давно в этом во всём не разобрался, т.е. в волновых делах.
Получается, что каждая из зон киноформа производит дифракционный пучок с большой расходимостью и большим дифф. пятном в фокусе. Это если рассматривать отдельно одну зону, а если засветить все зоны, то это большое дифф. пятно "странным" образом улетучивается и становится маленьким. Такие дела. )))
Это мне напоминает одно непонимание, которое у меня возникло при чтении про адаптивные зеркала больших телескопов. Я напомню, что такие телескопы состоят из набора малых зеркал, поэтому у меня однажды и возникло непонимание того как может работать такой телескоп, если у маленького зеркала с большим фокусом получается огромный дифф. кружок. В моём представлении тогда было то, что от суммарное разрешение такого телескопа определяется размером малого зеркала, а от того, что их много, так просто повышалась светосила. К примеру, 10-метровый телескоп Keck. Как видно, зеркала разделены промежутками, т.е. не работают как одно:



Я однажды об этом спросил у одного профессионала в телескопостроении, для которого телескопы одновременно наука и увлечение. Он мне ответил, что разделённость зеркал не влияет на разрешение, которое равно разрешению большого зеркала. Тогда я не стал уточнять почему именно это так. Как-то хотел зарегиться на астрофоруме и спросить об этом у профи. )))
Полагаю, что и правда при взаимном сближении множества малых зеркал происходит в общем фокусе уменьшение дифф. пятна. Чем ближе зеркала, тем пятно меньше, что кажется невероятным лично для меня. Не знаю, в киноформе тоже такая аналогия происходит, наверное, только там эти зоны даже без промежутков.
Как читал, то даже в видимом диапазоне можно получать хорошее качество с киноформами, что CANON в каких-то фотообъективах использует, вроде.

Paredam

Цитата:

Зоны, зубцы и прочее - только некая интерпретация для производства.
Абсолютно точно, Zemax не учитывает затенение, преломление на боковых гранях и прочее.
Это можно посчитать в FRED. Специально обсуждал с ними этот вопрос.

Это понятно, конечно. В моём случае из линзы выходит условно параллельный пучок и грани зубцов оказываются параллельны оптической оси, т.е. есть надежда, что влияние затенения в этом случае окажется минимальным.
У меня попробовать FRED руки так и не дотянулись за эти годы, так что конкретно про него не скажу, но знаю, что верная симуляция волновых эффектов может быть для программ, которые используют в расчёте метод конечных разностей во временной области (англ. Finite Difference Time Domain, FDTD), т.е. прямое решение уравнений Максвелла. К примеру, КОМСОЛ может с модулем "Wave Optics Module", но я его не изучал. Я могу это посчитать в ASAP, но там свой алгоритм расчёта основанный на трассировке гауссовых пучков, который не работает если размер отверстия или какой-то преграды на пути пучка оказывается равным или меньше длины волны пучка. Зато в него организован загон предварительно рассчитанного фронта из другой канадской оптической программы Lumerical (https://www.lumerical.com/), которую я с удивлением нашел на рутрекере: http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=4919505 , но только таблетку пришлось качать на китайском сайте. Ещё её не устанавливал, так что не знаю что сказать про неё.
Вообщем, FRED не единственный точно. )))

Цитата:

А как сбросить систему для общего обозрения?

любое онлайн хранилище файлов наверное подойдет
http://www.onlinedisk.ru/
к примеру
http://www.onlinedisk.ru/file/940754/

а дорого изготовить одну такую линзу для попробовать?)

Цитата:

хотя работал макросом преобразования ZemaxTo

лучше перебивать вручную. сталкивался с некорректной конвертацией.

Цитата:

А как сбросить систему для общего обозрения? Прошу деду помочь?

Можно и на книголюба (с оповещением)

paparazzo

Цитата:

Вообщем да, проблема решается заменой на четную асферику!

P.S. Но такого качества, как с нечетной, можем и не получить...

А кто нибудь изучал и использовал Q-type асферику.

Цитата:

непонимание того как может работать такой телескоп

С адаптивными зеркалами все просто и сложно. Каждый сегмент обязательно согласован по фазе с другими серментами. За счет этого полное зеркало можно рассматривать как полное, а не как кусочки. Для этого и присутствует там та сложная механика для подстройки.
Как, например, если всзять два куска стекла, кубика, сложить вместе и отполировать. Одно будет зеркало? Одно, даже не смотря на границу между кусками.
А вот если разломить, то назад не соберешь - будет уже два зеркала.
Или если на зеркало наклеить непрозрачную полоску поперек - одно зеркало будет или два? Мне кажется, что все-таки одно.

Относительно Zemax моделирования
Binary optics, also called kinoforms, are similar to holograms and diffraction gratings in that small grooves or lines across the optical surface impart a change in phase of the wavefront passing through the surface. ZEMAX does not model the wavelength-scale grooves directly. Instead, ZEMAX uses the phase advance or delay represented by the surface locally to change the direction of propagation of the ray. Other effects, such as efficiency or multiple order diffraction are ignored

Ноги FRED растут из ASAP. Более того, изначальта была таже команда, которая перенесла все флгоритмы на новую платформу. Потом, конечно, добавили многое свое. По большому счету два программиста там делают всю работу.
С моей точки зрения, оптимальная сейчас на рынке с позиций универсальности, цены и возможностей. Хотя далеко не все конечно знаю.

Цитата:

хРЕНЕЮ ОТ этих непоняток

Понимаю.
Как тут уже писали, самое лучшее проверить результат в другой проге.
Я свои "непонятки" прогоняю в Трейсе - просто тупо протрассил и смотрю результат.
Но вводить данные не так просто. Зато ОЧЕНЬ наглядно получается, ошибка видна сразу.
А поверхность можно в Солиде сделать и перенести через IGES

Может и неправ, но пока получалось.

Цитата:

Так может, если у Вас есть лицензия? забросьте эту систему Авторам

Отправил уже На след неделе дадут ответ


Цитата:

Я свои "непонятки" прогоняю в Трейсе - просто тупо протрассил и смотрю результат.

Прогоняю в непоследовательном Zemax.

Paredam

Цитата:

С адаптивными зеркалами все просто и сложно. Каждый сегмент обязательно согласован по фазе с другими серментами.

Звучит конечно просто, но мне всё же непонятна фраза "согласован по фазе". Оптические пути равны, что ли? Так так и должно быть изначально. Вот конкретно на вышеприведённом зеркале телескопа не знаю какие зазоры между зеркалами, но они очень хорошо просматриваются, т.е. они минимум сантиметр или даже два. И до скольких величин этот зазор можно увеличивать, чтобы зеркала оставалось цельным, т.е. чтобы чтобы кружок 2,44*f*lambda/D был в размере таким, как если зеркало большое, а не часть? А если зазор между зеркалами 10 см или больше? Не пойму. )))
Везде большие зазоры.



Paredam

Цитата:

Относительно Zemax моделирования
Binary optics, also called kinoforms

efficiency - это сколько энергии в указанный порядок пошло, а multiple order diffraction - расчёт для нескольких порядков дифракции, если не ошибаюсь. Ну, так без этого можно обойтись. Считает же нужное, вроде. )))

Paredam

Цитата:

Ноги FRED растут из ASAP. Более того, изначальта была таже команда, которая перенесла все флгоритмы на новую платформу.

Понятно. Т.е. получается, что просто прикрутили другой фэйс для того же ASAP. )))
В Вики глянул и там написано:

"Fred Optical Engineering Software (FRED) is a commercial 3D CAD computer program for optical engineering used to simulate the propagation of light through optical systems. Fred can handle both incoherent and coherent light using Gaussian beam propagation. The program offers a high level of visualization using a WYSIWYG (What You See Is What You Get) parametric interface."

Я специально выделил "Gaussian beam propagation" потому, что на этом же принципе и работает ASAP, поэтому FRED имеет те же ограничения, что и ASAP, а именно - не может считать при размере длины волны сопоставимой с размерами отверстий, препятствий, объектов и пр. Я специально в ASAP для проверки запустил файл с двумя щелями, на которые падает излучение и наблюдается интерференция на экране. Я уменьшал длину волны до ширины щелей, после чего ASAP выдал ошибку.
Всё об этом написано в доках АСАПА, хотя и не сразу найдёшь:



The Gaussian beam superposition algorithm in ASAP is extremely powerful, however, it does have some limitations. The method tends to break down when you simulate aperture dimensions (or object spatial frequencies) that are near to or below the wavelength of light. However, this does not mean you cannot simulate diffraction gratings and small apertures. Diffraction gratings are handled macroscopically with the grating equation and not by constructing the small structure of the grating. In a similar sense, apertures are handled with a special decomposition technique instead of simply clipping Gaussian beams. This limitation generally implies that it cannot simulate physical optics phenomena that do not have a ray equivalent model. Propagation in a single mode fiber is an example. This is purely a diffractive phenomenon with no equivalent ray trace model. However, this does not mean you cannot simulate such optical systems in ASAP. ASAP provides hooks to input and output arbitrary fields that can be decomposed into Gaussian beams. So, for example, even if ASAP cannot simulate propagation in a single mode fiber, you could still model the optical system up to the fiber, and output the complex field at the fiber face to an external simulation program that simulates fiber. You could then decompose the results from the external program back into an ASAP optical field to continue the simulation in ASAP.


В случае киноформа именно и получается, что маленькие бинарные ступеньки по размеру сопоставимы и даже меньше длины волны, т.е. FRED или чистый ASAP бесполезный. Если вам и ответили из FRED, что возможен учет рассеяний на зубцах, то просто потому, что не был конкретно указан размер зубцов и длина волны.
ASAP в этом смысле более крутой, так как он всё же считает такие вещи путём импорта данных из программы Lumerical, которая считает фронт без трассировки гаусссовых пучков, а решая уравнения Максвелла:

"Breault Research Organization (BRO) has engaged in a partnership with Lumerical, an innovative technology company based in Vancouver, Canada. This collaboration grants optical engineers access to a broad range of design and analysis tasks previously considered inaccessible.
As a result of this partnership, users will be able to readily share the enormous resources of a full-vector Maxwell solver with the power and flexibility of the Advanced Systems Analysis Program (ASAP®) from BRO to accomplish system-level analyses in such applications as micro-optics, optical audio and video devices, projection systems, bio-optics instrumentation, and more.
The ASAP PRO edition from Breault Research Organization, Inc. supports finite-difference, time-domain (FDTD) simulations via field distribution import from FDTD Solutions™ by Lumerical. It also calculates and stores detailed history information for every ray that is traced, allowing more detailed analysis of problem paths through your system."

Сейчас глянул, так FRED тоже может импортировать такие данные о волновом фронте.

Короче говоря, одной идеальной программы "всё в одном" не знаю. )))
Вот есть бесплатная OptiFDTD для некоторых волновых расчётов:
http://optiwave.com/resources/academia/free-fdtd-download/

Цитата:

Прогоняю в непоследовательном Zemax.

Тоже можно.
Только Трейс и Земакс (аки Код) пИсаны разными авторами - в этом и фишка

Цитата:

Только Трейс и Земакс (аки Код) пИсаны разными авторами - в этом и фишка

алгоритмы непоследовательной трассировки ой как похожи )))

Цитата:

Отправил уже На след неделе дадут ответ

а предложения они принимают?
что-нибудь вроде такого -
чтобы объекты которые игнорируются были штриховой линией отмечены, а не сплошной как в версии 09 (хотя может быть в более поздних это уже есть))
или жирность линии менялась

Цитата:

Звучит конечно просто, но мне всё же непонятна фраза "согласован по фазе".

Зазоры здесь вообще ни при чем. Представьте целое зеркало. Теперь мы вырезаем в любых местах в нем, например, только два сегмента, а все остальное выкидываем. Изображение сохраниться, но только изменяться его параметры, т.е. дифракционное изображение сохраниться, но его форма измениться в зависимости от формы сегментов и размеры увеличаться т.к. мы уменьшили размеры апертуры.
Что касается фазирования, то это означает, что поверхности наших сегментов должны точно совпадать с поверхностью цельного зеркала. Только в этом случае лучи от сегментов будут интерферировать нужным образом.

Цитата:

чтобы объекты которые игнорируются были штриховой линией отмечены

В редакторе они отмечаются черным цветом (как в последовательном, так и в непоследовательном).

А на рисунке можно просто его не отображать. А в чем смысл штриховой? Зачем как-то отделять объект, если можно просто его выключить.

Предложения-то принимают, моих пару приняли. Но не все