2.5 其他

本节主要对玻璃材料、镀膜、物理光学做简单阐述。

2.5.1 玻璃和梯度折射率

玻璃和梯度折射率（Glass and Gradient Index）如图2-53 所示。

图2-53 玻璃和梯度折射率菜单

（1）散射图（Dispersion Diagram）：显示光线某个面的散射的情况。如图2-54 所示。

图2-54 散射图

（2）玻璃图（Glass Map）：根据折射率和Abbe 数画出的玻璃分布图。如图2-55 所示。

图2-55 玻璃图

在玻璃图上按照折射率和阿贝数画出玻璃名称。折射率和阿贝数是直接从玻璃库的入口中得到的，而并不是根据波长数据或色散系数计算出来的。在下表所决定的边界范围内，对当前所装载的玻璃库进行搜寻，以找到所需要的玻璃。

本功能对具有特定折射率和色散特性的玻璃定位是很有用的。通常，玻璃图的阿贝数从左到右是逐渐下降的，这可以解释为什么最大和最小的阿贝数看上去是相反的。

（3）Athermal Glass Map：描述某个玻璃的折射率和色散特性数值。

（4）内部传输与波长（Internal Transmission vs. Wavelength）：不同厚度的玻璃透过率情况。

（5）表面轮廓（Grin Profile）：在某个波长下，在某个表面上相对x 或y的折射率。如图2-56所示。

图2-56 表面轮廓图

（6）梯度折射表面轮廓（Gradium Profile）：在某个波长下，不同位置的折射率。如图2-57所示。

图2-57 梯度折射表面轮廓图

2.5.2 通用图表

通用图表（Universal Plot）包含两个子菜单，如图2-58 所示。

图2-58 梯通用图表菜单栏

（1）Universal Plot 1D：用图表或文本形式列出某一个面的半径、厚度等参数与 merit funcation 的关系，还可以描述光学系统的孔径、视场、波长与merit funcation的关系。

通用图表 New Universal Plot 可以将任何一个优化用的操作数表示成为任何系统或面参数的函数，这种函数关系可以用曲线或文本列表的方式表达出来，共有300个优化操作数和200 个面参数，27个系统参数，这样在原则上，本功能可以产生60 000 种不同的曲线。

例如，假定弧矢MTF，空间频率为30线对/mm，需要表达成为透镜组偏心的函数（这在公差分析诊断中是很有用的）。由于操作数MTFS计算弧矢传递函数，所以万用图表将得出这种函数图形或数据列表。请参阅“优化”这一章中所能得到的优化操作数列表。

一个透镜组的偏心是有关的坐标断点面上的参数1和参数2定义的。面参数1和参数2两者均列在相应的面的参数中。

由于本功能所能产生的各种图形在数目是非常巨大的，因此，没有一种巧妙的默认设置能适用于独立变量或函数，这些值必须在对话框中仔细地设置。如果优化操作数不能计算，就会显示出一个出错信息，图形就不会产生。

因为很多优化操作数采用H_x 和H_y 值来定义所计算的视场点，这些操作数必须要求视场数设定为1，然后设定H_x=0，H_y=1。最后选定y视场1作为独立变量就可以得出操作数与视场之间的函数关系。对操作数与波长之间的函数关系也可用类似手段得到。

若计算时间太长的话，用“Esc”键可以结束本功能的分析。

（2）Universal Plot 2D：与Universal Plot 1D类似，只不过是用图表或文本形式列出某两个面的半径、厚度等参数与merit funcation 的关系，还可以描述光学系统的孔径、视场、波长与merit funcation 的关系。

2.5.3 偏振状态

偏振状态（Polarization）对话框用于设置使用偏振光线追迹的许多分析计算的默认输入状态。许多分析功能“Use Polarization”开关来使用偏振光线追迹和变迹，如点列图和作为视场函数的均方根RMS。

本对话框是设置初始偏振状态的唯一工具，对于这些功能，当考虑菲涅尔衍射、薄膜和内部吸收影响时，偏振光线追迹只被用来决定光线的透过强度。

在这里电磁场的矢量方向被忽略，而假定只有标量理论可适用，光线只是在强度上衰减，加权计算被应用。偏振是由4个数值定义的：表示电磁场X和Y方向模值的Ex和Ey，用度表示的X-位相和Y-位相的相位角，ZEMAX 将电磁场向量归一化为1 个强度单位。

有一个标签为“Unpolarized”检查框，若选取，那么偏振值Ex、Ey、X-位相，Y-位相被忽略，这时使用非偏振计算，非偏振计算用正交偏振的两条光线追迹并计算最终透过率的平均值。

注意：非偏振计算比偏振计算所需的时间长，而偏振计算也比完全忽略偏振的计算所需的时间长。

（1）偏振光线追迹（Polarization Ray Trace）：显示单根光线的偏振数据。

（2）偏振入瞳图（Polarization Pupil Map）：显示瞳上偏振状态的变化情况。

（3）透过率（Transmission）：考虑偏振时，主光线在各个面上的透射率。

（4）相位像差（Phase Aberration）：计算偏振引起的光学系统的像差，主要是电介质折射和导体及电介质的反射引起的。

（5）透过率分布（Transmission Fan）：每个视场和波长上，透过率和瞳上弧矢或子午光瞳像差。可以确定瞳上透过率对视场和波长的变化情况。如图2-59所示。

图2-59 透过率分布图

2.5.4 镀膜（Coatings）

（1）反射与角度（Reflection vs. Angle）：反射光线和入射角。

（2）透过率与角度（Transmission vs. Angle）：透射光线和入射角。如图2-60 所示。

图2-60 透过率与角度

（3）吸收与角度（Aberration vs. Angle）：吸收光线和入射角。

（4）衰减与角度（Diattenuation vs. Angle）：反射R 和透射T的二次衰减和入射角。

（5）相位与角度（Phase vs. Angle）：反射或者透射光线的S和P偏振的位相和入射角。

（6）延迟与角度（Retardance vs. Angle）：计算指定面的位相延迟和入射角。

（7）反射与波长（Reflection vs. Wavelength）：反射光线和波长。

（8）透过率与波长（Transmission vs. Wavelength）：透射光线和波长。

（9）吸收与波长（Absorption vs. Wavelength）：吸收光线和波长。

（10）衰减与波长（Diattenuation vs. Wavelength）：反射R 和透射T 的二次衰减和波长。

（11）相位与波长（Phase vs. Wavelength）：反射或者透射光线的S和P偏振的位相和波长。

（12）延迟与波长（Retardance vs. Wavelength）：计算指定面的位相延迟和波长。

2.5.5 物理光学（Physical Optics）

（1）近轴光束（Paraxial Gaussian Beam）：提供束腰位置和大小。

（2）倾斜高斯光束（Skew Gaussian Beam）：提供倾斜系统束腰位置和大小。

（3）物理光学传播（Physical Optics Propagation）：提供高斯光束束腰图。如图2-61所示。

图2-61 物理光学传播图

（4）光束预览（Beam File Viewer）：显示光斑束腰大小和位置。如图2-62 所示。

图2-62 光束预览