在Zemax里,光阑位置看起来只是把某一面改成STOP,但它影响的并不只是界面标记。官方帮助说明,系统光阑决定系统孔径相关量,并用于定义物方入瞳,顺序光线也是按入瞳去发射和瞄准的;因此光阑面放在哪里,不只是建模习惯问题,而是会直接改变入瞳位置、布局光线和后续分析结果。
一、Zemax怎么设置光阑位置
设置光阑位置时,先不要急着调半口径或系统孔径值。更稳的做法,是先确定哪一面才是真正限制主光束通过的孔径面,再把这面设成系统STOP,这样后面的入瞳和光线发射逻辑才不会跟真实结构脱节。官方明确写到,除物面和像面外,任意一面都可以设为stop surface。
1、先找到要设成光阑的那一面
在Lens Data Editor里先判断哪一面是系统真正的限制孔径面。因为系统里可以有很多surface apertures,但真正的system aperture只有一个,二者不能混着理解。
2、到该面的Surface Properties里改类型
打开这面的Surface Properties,在【Type】页勾选【Make Surface Stop】并确认。设好之后,这一面会显示为STO,不再显示普通面号,这是官方给出的标准设置入口。
3、优先把光阑放在会改变光轴的元件之前
官方特别提醒,若系统里有coordinate breaks、遮拦偏心、全息元件、光栅或其他会改变光轴的元件,最好把stop surface放在这些元件之前,这样才能保证入瞳与物面在同一轴线上。
4、实在不能提前放时再考虑Ray Aiming
有些系统确实无法把光阑放到这些偏轴元件之前,这时官方建议启用Ray Aiming。因为顺序模式下,光线是为了填充入瞳而发射的,若光阑位置和实际光轴关系复杂,不开Ray Aiming就容易让发射光线偏掉。
二、Zemax光阑位置设错会有什么影响
光阑位置设错后,最直接的后果不是软件报错,而是很多结果看起来还能算,却已经和真实系统不一致。尤其是布局图、入瞳位置、部分孔径设定和后续非顺序转换,都会被一起带偏。
1、入瞳位置和尺寸会变
官方说明,系统孔径会用来定义物方入瞳,而当系统孔径采用Entrance Pupil Diameter这类设定时,OpticStudio会通过迭代调整Stop Surface的直径来达到目标入瞳直径。换句话说,光阑面一改,入瞳本身就会跟着变。
2、布局光线会跟着变化
官方在顺序转非顺序的示例里直接展示了这一点,Stop Surface改变后,Entrance Pupil也随之改变,布局光线会立刻变化。所以若你发现Layout里的主光线和边缘光线突然不对,先查stop位置往往比先查玻璃和曲率更有效。
3、偏轴系统更容易出现错误瞄准
对于带偏心和倾斜的系统,官方明确强调,若stop没放在合适位置,入瞳就未必和物面共轴,这时光线瞄准会出问题。系统若本身又依赖Ray Aiming才能正确填充pupil,光阑放错带来的误差会更明显。
4、后续分析和模型转换可能一起失真
官方在顺序转非顺序的资料里说明,Stop Surface只适用于顺序追迹,而且在转NSC前必须位于非顺序段之前。若你一开始就把stop放错,不只当前顺序分析会偏,后续转换、生产锁定和真实孔径建模也可能跟着偏掉。
三、怎么检查自己是不是把光阑放错了
判断光阑位置对不对,不能只看哪一面写着STO。更可靠的办法,是把入瞳、布局光线和系统结构一起对照,看这三者是不是一致。官方资料里关于stop、entrance pupil和ray aiming的说明,其实已经给出了检查思路。
1、先看STO是否真是限制主光束的物理孔径
若某一面只是被你手动设成STOP,但真实限光发生在前后别的孔径面,那这个stop就只是名义上的,不是物理上的。
2、再看Layout光线是否符合预期
如果改完stop后,边缘光线和主光线分布明显异常,或者和实际结构直觉不符,通常就要回头复查光阑位置。官方示例已经说明,stop一变,layout rays就会变。
3、偏轴系统检查是否需要Ray Aiming
如果系统里有coordinate breaks或明显偏轴结构,而你又没有启用Ray Aiming,就更要怀疑stop是否放在了不合适的位置。因为这类系统本来就是官方特别提醒的高风险场景。
总结
Zemax怎么设置光阑位置,Zemax光阑位置设错会有什么影响,关键不是把某一面改成STO就算完成,而是要让stop surface和真实限制孔径的位置一致。设置时从Surface Properties的【Type】页勾选【Make Surface Stop】即可,但检查时一定要把入瞳、布局光线和偏轴结构一起看。只要这三者对不上,后面的孔径、光线发射和分析结果就很容易被一起带偏。
