zemax如何设置发散角

光学设计工程

zemax如何设置发散角
方法一：直接设置光阑NA（Numerical Aperture，数值孔径）
      在Zemax常规设置框中，将“Aperture Type”选择为“Object Space NA”，在“Aperture Value”里输入0.10，将面0的Thickness改为50.00mm，即可得到下图中“Layout”里所示的光路（NA为发散角半角的数值孔径）：

                                                           

法二：数学公式近似计算
如下图所示，蓝色箭头表示激光发散光束的两条边缘光线，由图可得：
NA=n*sin（a）=n*arctan（h/L）     （1）


令NA=0.1（NA为发散角半角的数值孔径）、h=5mm，由式（2）可得：
L=h/tan(NA)=49.8332
于是，在Zemax常规设置框中，将“Aperture Type”选择为“Entrance Pupil Diameter”，并在“Aperture Value”中输入10（单位：mm），也就是上图中的 [公式] 。接着，将面0的Thickness改为49.8332mm.
可在“评价函数编辑器”中输入以下评价函数，调取光束的边缘光线与水平方向的夹角的正弦值（如下图中红框所示），所以可得：
NA=n*sin(a)=0.99833
可见，数学公式近似计算的结果与实际情况差不多，当 [公式] 越小（或 [公式] 越长）时，越接近真实情况。

方法三：利用评价函数优化
将评价函数rang的Target改为0.10、Weight改为1.00，并将面0的Thickness设置为变量，点击“Optimize!”按钮，即可得到下图红框所示的49.749372mm，此时的NA必定为设置的0.10。

SZU小徐

补充一下，设置物方空间NA时，NA表示的是半角，且单位为弧度。另外这篇文章好像在zhihu上看到过，如果是请您注明出处。

光之衍

SZU小徐 发表于 2022-4-20 10:02
补充一下，设置物方空间NA时，NA表示的是半角，且单位为弧度。另外这篇文章好像在zhihu上看到过，如果是请 ...

NA没有单位

SZU小徐

光之衍 发表于 2022-4-20 11:18
NA没有单位

但是算了一下，对应的是弧度。

快乐向前冲鸭

SZU小徐 发表于 2022-4-20 10:02
补充一下，设置物方空间NA时，NA表示的是半角，且单位为弧度。另外这篇文章好像在zhihu上看到过，如果是请 ...

昨天晚上才搜过这个问题，在知乎上看的。另外NA应该是n*sin，定义上是没有单位的吧？您说的意思是不是：当选择物方NA时，软件里应该按照弧度来输入，而不是度来输入？

SZU小徐

快乐向前冲鸭 发表于 2022-4-21 09:00
昨天晚上才搜过这个问题，在知乎上看的。另外NA应该是n*sin，定义上是没有单位的吧？您说的意思是不是： ...

是的，带入软件是弧度。

pweij

NA与角度可以相近替代，在近轴的时候，大概小于30°，相差不大