概述

這篇文章介紹了：
如何在非序列模式下創(chuàng)建離軸拋物鏡
如何在非序列中定義孔徑來(lái)遮擋光線。本文中使用狹縫孔徑作為示例。

使用用戶自定義孔徑

在OpticStudio序列模式中，所有元件以表面的方式進(jìn)行定義，并且每個(gè)表面的孔徑可以在表面屬性 (Surface Properties) 中的孔徑 (Aperture) 選項(xiàng)卡中進(jìn)行定義。許多常用的孔徑類型已經(jīng)內(nèi)置在軟件中，其中包括矩形、圓形、橢圓形和浮動(dòng)孔徑。 在非序列模式中，光學(xué)元件是以物體的方式進(jìn)行定義。因此，定義表面時(shí)使用的孔徑的概念不再適用。然而，在非序列中一些物體仍然支持進(jìn)行孔徑定義。 在非序列中，一些物體支持使用用戶自定義孔徑 (User Defined Aperture, UDA)。開(kāi)啟該功能需要在對(duì)應(yīng)物體的物體屬性中的類型 (Type) 選項(xiàng)卡中勾選“用戶自定義孔徑 (User Defined Aperture)”：

當(dāng)勾選該選項(xiàng)時(shí)，您可以在文件下拉菜單中，選擇相應(yīng)的用戶自定義孔徑文件。并且您可以對(duì)該孔徑設(shè)置相應(yīng)的UDA縮放 (Scale)，或直接點(diǎn)擊“編輯孔徑文件 (Edit Aperture File)”按鈕。

用戶自定義孔徑可以在多種情況下使用，其中最常見(jiàn)的情況是定義非球面表面的離軸部分。例如，如果想定義拋物反射鏡的一塊離軸矩形區(qū)域，我們可以通過(guò)在圓錐系數(shù)為-1的標(biāo)準(zhǔn)表面上添加用戶自定義孔徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在孔徑文件中，定義矩形首先要定義矩形中心的XY坐標(biāo)，該坐標(biāo)為相對(duì)物體頂點(diǎn)的局部坐標(biāo)值。其語(yǔ)法為：

REC cx cy xhw yhw angle nx ny

其中cx和cy表示矩形中心的XY坐標(biāo)，xhw和yhw表示矩形的在X方向和Y方向的寬度。Angle參數(shù)用來(lái)表示順時(shí)針的旋轉(zhuǎn)角度，以度為單位。nx和ny（可選擇性輸入）用來(lái)表示最終形成的表面由多少個(gè)部分組成。

以下是一段創(chuàng)建矩形孔徑的示例：

REC 0 10 3 3 0 50 50

將該孔徑定義在拋物面上（圓錐系數(shù)為-1的標(biāo)準(zhǔn)面物體），最終得到的離軸拋物鏡如下所示：

有關(guān)創(chuàng)建UDA完整信息請(qǐng)參考幫助系統(tǒng)中的“User defined apertures and obscurations”一節(jié)。

創(chuàng)建狹縫孔徑

在序列模式中，任何被孔徑遮擋的光線都將停止繼續(xù)追跡。在非序列光線追跡中，光線入射到孔徑之外的地方并不直接停止追跡。在三維空間中，沒(méi)有與目標(biāo)物體接觸的光線有可能會(huì)入射到另一個(gè)物體上。那么我們應(yīng)該如何設(shè)置孔徑以使被孔徑遮擋的光線停止光線追跡或被吸收呢？

本例使用到的技巧是利用OpticStudio的嵌套規(guī)則。如果光線入射到多個(gè)物體重疊的三維空間時(shí)，OpticStudio將使用非序列元件編輯器中物體序號(hào)最大的物體的物體屬性來(lái)定義重疊區(qū)域的屬性。

因此，我們可以使用兩個(gè)矩形物體嵌套在一起，組成一個(gè)只允許光線從中間矩形區(qū)域穿過(guò)的矩形孔徑物體。其中第一個(gè)矩形物體的材料設(shè)為吸收，第二個(gè)矩形物體的材料設(shè)為空氣。在該組合體的中間矩形區(qū)域?yàn)榭諝?，周圍的矩形區(qū)域?yàn)槲詹牧希?/p>

考慮到嵌套規(guī)則，在非序列元件編輯器中，內(nèi)部矩形區(qū)域的空氣需要在外部矩形區(qū)域之后進(jìn)行定義，并且外部矩形物體的材料類型為ABSORB（吸收）。

從光源發(fā)出的光線入射到中心矩形（物體編號(hào)3）時(shí)將直接穿過(guò)并進(jìn)入探測(cè)器中，入射到外部矩形（物體編號(hào)2）的光線將被吸收。

本例使用矩形物體創(chuàng)建了一個(gè)矩形的狹縫孔徑，我們也可以使用相同的方法，利用自定義的物體形狀來(lái)創(chuàng)建用戶自定義的孔徑。您只需要將中心矩形物體的物體類型更改為標(biāo)準(zhǔn)面，選擇用戶自定義孔徑，并將其與另一個(gè)屬性為吸收的物體嵌套即可。

小結(jié)

用戶自定義孔徑可以放置在一部分非序列物體上，它可以用來(lái)創(chuàng)建離軸拋物鏡等。光線追跡到所定義孔徑之外時(shí)將停止追跡。這篇文章介紹了在非序列模式中實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的幾種方法。