[已解决]zemax中两种渐晕方式区别和对实际应用影响

加菲不会飞

目前在zemax渐晕设置中遇到一点疑惑，希望各位能帮忙解答下。
背景：
zemax中设置渐晕方式一般有两种--
1.第一种是给某个镜片固定口径，然后设置自动渐晕；
2.第二种是手动设置渐晕系数，为了保持旋转对称，VCX和VCY一般设置成相同。
设置后效果：
1.第一种方式设置后，从ray fan图中看，一般只有子午方向的边缘光线被截断，弧失方向没有影响，如图1，
并且此种设置方式有时导致弧失方向光斑尺寸压不下去（考虑综合结果）；
2.第二种方式设置后，子午和弧失面都被截断，如图2，相当于缩小了边缘光束立体孔径。
疑惑点：
1.这两种渐晕设置方式设计中更倾向于哪一种，原因是什么；
2.第二种渐晕方式如果也可行，优化完成后（指标达标）需关注那些点，才能保证实际效果与设计一致；

3.设置渐晕后，比如用自定义函数去控制慧差等，此时由于ray fan边缘孔径光线被截断，
tray中py处数值是填1还是截断处孔径（比如0.8）），其他与孔径相关自定义函数是否相同操作；
4.手动设置渐晕容易导致照度曲线不是非常均匀过渡，这种情况是否能接受或者照度曲线各位置过渡有无大致业界要求波动范围。

最佳答案

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Nowaterloo

2024-4-25 20:20

1、第一种符合实际情况，因为渐晕的形成是渐晕光阑拦光引起的。但是在优化时，第二种在提升照度方面，也是常用的方法之一，可以通过慢慢减渐晕，相应拦光镜片的口径会增大，像方孔径角增大，进而照度会提高。当然也可以通过第一种，慢慢增加拦光镜片的口径，减小相应视场渐晕，提升照度。优化 时第二种需要注意的是，一般是不会去动弧矢方向渐晕的，因为在实际情况中，镜片是比较难拦到弧矢方向的光的，这也是多数系统弧矢方向渐晕很小的原因。可以参考下面的图片，这个是某个视场的光束打在某个镜片上的光斑。
2、tray填1，渐晕光瞳后的相对孔径值，如果没记错的话。这个可以通过利用操作数去追迹，然后和rayfan数值对比下是否正确。
3、照度要求一般是随着视场增加逐渐递减的，不能存在陡降和反曲。有的甲方严格的话，会进行曲线拟合，要求设计的照度曲线与他们提供的曲线偏差不能太大。

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菜百小

设计渐晕的本质是通过，缩小镜片的尺寸来拦截边缘光线；我认为手动给渐晕是不对的，只能是给某一个透镜口径限制去设置渐晕。

可以做个实验，渐晕都是根据视场递增的，每次优化完之后，固定口径，然后消除渐晕，如果光线追记没有出错，优化指标没有变化，那么表明，当你实际加工的镜片和镜筒之间的配合是能够完全拦截边缘光线的。

加菲不会飞

菜百小 发表于 2024-4-25 10:45
设计渐晕的本质是通过，缩小镜片的尺寸来拦截边缘光线；我认为手动给渐晕是不对的，只能是给某一个透镜口径 ...

好的，感谢回复。
1.还有一个问题：因为视场一般给的是Y轴，自动渐晕截取光线是Y方向的，X方向如果也想截取是不是视场需要添加X方向的？自动渐晕时候系统会给偏心量来重新分布光线，XY的遮挡系数往往是不同的。同时问题3不知道看法是怎样或者您这边一般怎么操作呢？

2.刚刚试了一下，自动渐晕固定口径后，去掉渐晕系数后，MTF没变等其他，spot diagram变大了一些，手动渐晕发现MTF降低了些，spot diagram也变大了些。

菜百小

照度曲线肯定不能发生突变，如果突变那么就是会导致你成像面有的亮有的暗
其实，理想情况下是不变的，点列图变大我也遇到过，一般是重新自动在给一次渐晕；优化的话一般就是给到能追记的孔径去控制；
X方向的渐晕，一般是跟随Y方向去设置的；其实优化到最后，差那么一点的还是Y方向的MTF

加菲不会飞

菜百小 发表于 2024-4-25 14:33
照度曲线肯定不能发生突变，如果突变那么就是会导致你成像面有的亮有的暗
其实，理想情况下是不变的，点列 ...

感谢，感谢。不过自动渐晕时候X方向渐晕系数系统自动给的很小，您意思是不断尝试Y方向从而自动找到X方向合适系数嘛？

菜百小

加菲不会飞 发表于 2024-4-25 15:06
感谢，感谢。不过自动渐晕时候X方向渐晕系数系统自动给的很小，您意思是不断尝试Y方向从而自动找到X方向 ...

我一般在优化过程中是这样的

Nowaterloo

1、第一种符合实际情况，因为渐晕的形成是渐晕光阑拦光引起的。但是在优化时，第二种在提升照度方面，也是常用的方法之一，可以通过慢慢减渐晕，相应拦光镜片的口径会增大，像方孔径角增大，进而照度会提高。当然也可以通过第一种，慢慢增加拦光镜片的口径，减小相应视场渐晕，提升照度。优化 时第二种需要注意的是，一般是不会去动弧矢方向渐晕的，因为在实际情况中，镜片是比较难拦到弧矢方向的光的，这也是多数系统弧矢方向渐晕很小的原因。可以参考下面的图片，这个是某个视场的光束打在某个镜片上的光斑。
2、tray填1，渐晕光瞳后的相对孔径值，如果没记错的话。这个可以通过利用操作数去追迹，然后和rayfan数值对比下是否正确。
3、照度要求一般是随着视场增加逐渐递减的，不能存在陡降和反曲。有的甲方严格的话，会进行曲线拟合，要求设计的照度曲线与他们提供的曲线偏差不能太大。

加菲不会飞

Nowaterloo 发表于 2024-4-25 20:20
1、第一种符合实际情况，因为渐晕的形成是渐晕光阑拦光引起的。但是在优化时，第二种在提升照度方面，也是 ...

感谢，感谢。在选择渐晕的镜片口径时候一般有什么大致判断准则嘛？

Nowaterloo

加菲不会飞 发表于 2024-4-25 20:48
感谢，感谢。在选择渐晕的镜片口径时候一般有什么大致判断准则嘛？

这个好像没有吧，一般都具体系统具体分析。

hertz

一般还是以视场中自动设计渐晕为主，手调镜片口径可以作为辅助手段，我一般是看相面有光线比较乱 ，就会手动去缩一下口径