ZEMAX | 手把手教你看懂光线数据查看器
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OpticStudio在进行计算时会存储大量的数据可供用户进一步分析,并设计了许多工具用来展示它们,今天让我们详细学习:
手把手教你看懂光线数据查看器
概述
本文旨在说明光线数据库查看器 (Ray Database Viewer) 分析结果中出现的相关名词与标识,包含Ray、Segment、Path、Prnt、Levl、In、Hit等等。
正文
首先我们设定一个简单的系统以便说明,这个系统设定如下:
使用
单光线光源 (Source Ray)
,并设定陈列光线条数# (#Layout Rays)
以及分析光线条数# (#Analysis Rays)
。这会让系统仅追迹一条光线,方便我们观察光线分裂 (Ray Split)
与线段 (Segment)
的关系。物体2与3是两片BK7平板玻璃。
光线追迹相对阈值强度 (Minimum Relative Ray Intensity)
= 0.05,当光线能量相对于从光源出发时的比例低于此值时,将会停止追迹,此时该光线能量会计入能量损耗(阈值) (Energy Lost (Threshold))
并显示光在光线追迹 (Ray Trace)
窗口的下方。打开
3D布局图 (3D Layout)
并确认勾选 “使用偏振 (Use Polarization)
” 、 “NSC光线分裂 (Split NSC Rays)
” 以及 “光线箭头 (Fletch Rays)
” ,布局图上的追迹结果如下图。打开
分析(Analyze) > 光线数据库查看器 (Ray Database Viewer)
,打开设定对话框,取消勾选XYZ
,勾选光程 (Path)
。 设定后点选OK,可以看到如下信息:表中列出Ray 1在系统分裂后的
线段 (Segment)
详细信息,Seg#
栏位代表线段编号,光源本身代表Seg# = 0,每一次光线与物体交错后若有反射、折射、绕射、散射等行为,即产生新的线段,表中线段编号如下:从光线数据库查看器的报告中可以看到,此光线追迹后共产生16个
线段 (Segment)
,7个分支 (Branch)
,分支的意思是 “光线从光源追迹到停止为止” 算一个分支,不同的分支可能会包含同样的中间线段,但最后一个线段一定是不同的。举例来说,上图中的分支共有以下7个:Branch1: 0 > 1 > 2 > 3 > 4 > 5
Branch2: 0 > 1 > 2 > 3 > 4 > 6 > 7
Branch3: 0 > 1 > 2 > 3 > 8 > 9 > 10
Branch4: 0 > 1 > 2 > 3 > 8 > 11
Branch5: 0 > 1 > 2 > 12 > 13
Branch6: 0 > 1 > 2 > 12 > 14 >15
Branch7: 0 > 1 > 16
如果勾选设定中的 “
显示分支路径 (Expand Into Branches)
” ,则可以在光线数据库查看器 (Ray Database Viewer)
中以不同分支来分类,列出所有线段的详细资料,不同分支之间的的线段信息可能会有重复,是正常现象。报告中的
Prnt
栏位代表该线段的母线段 (parent segment)
,例如线段2与16都是由线段1分裂出来的,其Prnt栏位数值就是1。注意报告中线段7母线段是6而不是15,线段15击中下一个物体后就停止追迹了,是其中一个Branch的尾端。Levl
栏位代表从出发算起光源该线段是第几个。举例来说,若把线段2与线段16称为线段1的子光线 (Child Ray)
,则Levl可代表 “第几代子光线” 这样的概念。举例来说,从光源算起,线段10需经过 1、2、3、8、9,包含自己是6个线段,因此Levl是6。In
栏位代表该线段是位在哪个编号的物体中,线段不可能跨物体存在。Hit
栏位代表线段最后击中的物体编号。若
Hit
与In
都是0的情况,代表光线可能在空气中找不到下一个物体可以击中,如果是此情况,可以在注释 (Comment)
栏位看到Missed的注解。Face
栏位显示击中物体的哪一个表面 (Face)
。XRTS DGEF BZ
栏位代表线段状态,其中XRTSDBZ代表此线段尾端 “击中物体后” 发生的事件 (Event)
,X是停止追迹、R是反射、T是穿透、S是散射、D是绕射、B是体散射、Z是发生错误。而GEF代表此线段是 “母线段发生某事件后” 产生的,也就是他们其实代表母线段尾端发生的事件,G鬼影反射、E是绕射、F是散射。Path To
代表线段长度,注意此为物理长度,还需要考虑该线段所在介质,才会成为光程长度 (Optical Path Length)
。Phase
必须在遇到探测器 (Detector)
时才会计算。最后
Intensity
则代表该线段击中物体前的能量。其他补充:
若在设定中选取
XYZ
(预设),则可以看到线段击中物体后的座标。若勾选
平均 (Normal)
,则可以看到线段击中物体的位置上,表面的法向量。若勾选LMN,则可以显示线段的行进方向,用
方向余弦 (direction cosine)
表示。若勾选
Exyz
,则可以显示该线段上的电场方向。以上就是好酷屋教程网小编为您收集和整理的ZEMAX | 手把手教你看懂光线数据查看器相关内容,如果对您有帮助,请帮忙分享这篇文章^_^
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