Zemax OpticStudio非球面拟合精度测试——nm级别精度

2020-02-28 12:42发布

本文的目的为测试zemax OpticStudio光学软件的非球面拟合精度,仅作参考。

武汉宇熠公司官网:http://www.ueotek.com/



先说结论:

zemax的拟合精度非常高,精度可以达到1E-4nm级别,前提是能拟合上去。

有些面型无法拟合上去,就谈不上精度了,目前只能看运气。

非球面不是自由曲面,不能任意曲线拟合




本文介绍大致分为四个阶段:

一、 建模

二、 生成评价函数

三、 优化

四、绘图分析


第一部分、建模

随便找一个目标非球面,数据如下

# Type Comment Radius Thickness Material Coating Semi-Diameter Chip Zone Mech Semi-Dia Conic TCE Par 1 Par 2 Par 3 Par 4 Par 5 Par 6 Par 7 Par 8

1 EVENASPH  -1.320000000000000E+000 0.000000000000000E+000 H-K9L  1.800000000000000E+000 0.000000000000000E+000 2.807000000000000E+000 1.000000000000000E+002 0.000000000000000E+000 0.000000000000000E+000 2.000000000000000E-005 -4.000000000000000E-006 -2.000000000000000E-003 2.130000000000000E-002 7.000000000000000E-007 -4.000000000000000E-006 9.000000000000000E-007


绘图


图中橙色的为面1——目标非球面

面2为拟合面

image.png




第二部分,添加拟合目标


利用宏自动添加拟合目标

CreatMeritFun.ZPL

文件下载(20元):

https://www.optkt.cn/article-904.html


宏的原理是将面1各点孔径的矢高输入到评价函数中,然后让面2的对应孔径等于这个矢高值,权重都为1.

效果如图:


image.png





第三部分、优化

1)添加优化变量

将面2的曲率半径、conic系数,4th~16th系数添加为优化变量

2)用锤型优化优化几秒

评价函数基本归零

拟合完成



image.png


第四部分、评价部分

查看拟合残差

利用宏来查看拟合残差


ResidualPlot.ZPL

文件下载(20元):

https://www.optkt.cn/article-904.html


执行宏的效果图

image.png


可以看到最大拟合误差在1E-4纳米级别。拟合精度非常高。


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