chinese直男口爆体育生外卖, 99久久er热在这里只有精品99, 又色又爽又黄18禁美女裸身无遮挡, gogogo高清免费观看日本电视,私密按摩师高清版在线,人妻视频毛茸茸,91论坛 兴趣闲谈,欧美 亚洲 精品 8区,国产精品久久久久精品免费

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

MATLAB在追跡光線計算中的應(yīng)用

led13535084363 ? 來源:光行天下 ? 2023-09-12 10:19 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

摘要:給出了理想光具組系統(tǒng)矩陣的MATLAB計算程序,并借助MATLAB進行光線追跡與數(shù)值擬合,得到了像差(球差)的多項式及曲線圖。

0.引 言

幾何光學把光源或物體看成是由許多幾何點組成,并把由這種點發(fā)出的光抽象成幾何線一樣的光線,那么,只要討論光線的傳播來研究這種點經(jīng)光學系統(tǒng)的成像,問題就變得非常簡便和實用。盡管幾何光學所研究的只是一種對真實情況的近似處理方法,按此方法所解決的有關(guān)光學系統(tǒng)的成像分析、計算和設(shè)計等方面的光學技術(shù)問題,在大多數(shù)場合下與實際情況相符。所以,幾何光學有很大的實用意義,是研究光學儀器理論必不可少的基礎(chǔ)。MATLAB作為一款優(yōu)秀的數(shù)學軟件,集成了最優(yōu)秀的算法,除具有強大的矩陣計算功能和友好的界面,還具備了良好的可視化性能.這些特點使得 MU蛆在光線計算、像差分析中大顯身手。

1.理想光具組的矩陣計算

幾何光學定律只在一級近似條件(sinφ≈φ)下成立,根據(jù)費馬定理在近軸條件下推出的物象方程,進而得到牛頓公式(wKgZomT_yrCAGrmxAAAHEr7j1nc705.png),高斯公式(wKgaomT_yrCAagq1AAAFjGtHZ20171.png)以及光焦度公式(wKgaomT_yrCATqEuAAANiWebPhY351.png),使得宏觀光 學的問題基本解決。對于較復雜的光學系統(tǒng),可以通 過追跡光線,根據(jù)物象相對性原理及逐個球面成像法,求出物體經(jīng)整個系統(tǒng)后所成的像。由于近軸物象空間的光線狀態(tài)的變化可以描述成某種線性關(guān)系,因此,用矩陣方法處理許多折射面組成的復雜光學系統(tǒng)尤其便利,只要追隨光線寫下光線的傳遞矩陣及折射矩陣,再依次相乘,就可求出光學系統(tǒng)的基點和基面,也可得到物象關(guān)系。見表1

wKgZomT_yrCAIUSQAACufp2Hqxo379.png

下面,以雙膠合望遠鏡的目鏡為例(如圖1所示),

wKgZomT_yrCAckdBAABAny7JDLU083.png

圖1.雙膠合透鏡目鏡球差示意光路圖

作有關(guān)系統(tǒng)矩陣的計算,rl=62.5,r2=-43.65,

r3=-124.35,nl=1,n2=1.51633,n3=1.6727,dl=4.0,d2=2.5,入射孔徑半徑a=10。

通過MATLAB編寫的程序,很容易得到S矩陣=wKgZomT_yrCAWk-FAAAPsmMaK20152.png矩陣計算程序流程如圖2所示。

wKgaomT_yrCATVMoAAB8L5TRJ2M026.png

圖2. 系統(tǒng)矩陣計算程序流程圖

2.像差分析及可視化

我們已經(jīng)知道,任何實際光學系統(tǒng)只要在近軸區(qū),就能象理想光具系統(tǒng)那樣具完善成像的性質(zhì)。因此,即使單個透鏡,只要其相對孔徑(孔徑僬距)和視場很小,也是能夠以單色光成完善像。但是,遺憾的是,只能對近軸小物體以細光束成完善像的光學系統(tǒng)并無實際意義,因為恰恰是相對孔徑和視場這兩個參數(shù)與光學系統(tǒng)的功能和使用價值密切相關(guān)。實際上,任何光學系統(tǒng)都需根據(jù)儀器的要求而具一定大小的視場和孔徑,它遠遠超出近軸區(qū)所限定的范圍。物面上各點成像光線的實際光路過于偏離理想路徑,是理想成像所應(yīng)有的物象之間的共軛關(guān)系遭到破壞,形成像差。因此,任何實用的光學系統(tǒng),旨在校正其像差以達到良好的成像質(zhì)量,都需要反復做大量的光路計算。

仍以雙膠合望遠鏡的目鏡為例,以單色光的軸上點球差為對象,用MATLAB計算并分析像差。當透鏡孔徑較大時,光軸上某一點發(fā)出的光束經(jīng)透鏡不再交于一點,這種現(xiàn)象稱為球差。對單色光而言,軸上點成像的不完善僅由球差引起(見球差示意光路)。由于像方截距L'是U或h的函數(shù),則球差也必然是U或h的函數(shù)。但是L'與U或h之間被一套包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)在內(nèi)的光路計算公式所聯(lián)系,無法把球差用U或h顯函數(shù)形式表達出來。不過,可算出少數(shù)幾條實際光線后,用最小二乘法擬合出U或h多項式函數(shù)。由于光束對光軸的對稱性質(zhì),δL'的多項式中只能包含U或h的偶次方項,并且,只要計算子午面內(nèi)的子午光線。可按下列公式組計算。

wKgaomT_yrCAFbPHAADxUvpj7z8046.png

wKgZomT_yrCAFjLMAADrpjgD__k559.png

wKgaomT_yrCAGCxvAACYTIdtZng391.png

圖3.球差一光線高度曲線圖

4.結(jié)束語

借助腳LAB強大的矩陣計算功能,優(yōu)秀的數(shù)值處理算法以及方便快捷的圖形可視化特點,來解決幾何光學中的理想光具組計算及像差分析,應(yīng)該是一種有效的工具。

審核編輯:湯梓紅

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • matlab
    +關(guān)注

    關(guān)注

    189

    文章

    3009

    瀏覽量

    236712
  • 算法
    +關(guān)注

    關(guān)注

    23

    文章

    4740

    瀏覽量

    96728
  • 程序
    +關(guān)注

    關(guān)注

    117

    文章

    3832

    瀏覽量

    84372
  • 光線
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    73

    瀏覽量

    10840

原文標題:MATLAB在追跡光線計算中的應(yīng)用

文章出處:【微信號:光行天下,微信公眾號:光行天下】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評論

    相關(guān)推薦
    熱點推薦

    具有非常高數(shù)值孔徑的反射顯微鏡系統(tǒng)

    Fusion的快速物理光學技術(shù)獲得的結(jié)果與參考文獻進行比較。 任務(wù)描述 系統(tǒng)構(gòu)建模塊-光源 系統(tǒng)構(gòu)建模塊-物鏡 建??偨Y(jié) 光線結(jié)果 結(jié)果:場
    發(fā)表于 08-14 11:52

    FRED應(yīng)用:二階鬼像分析

    像路徑一致的序列路徑 3b. 光線該序列路徑 3c. 焦平面上運行一個輻射照度并計算統(tǒng)計值 3d. 報告鬼像路徑信息到輸出窗口 運行完
    發(fā)表于 01-10 08:55

    VirtualLab Fusion案例:高NA反射顯微鏡系統(tǒng)

    Fusion的快速物理光學技術(shù)獲得的結(jié)果與參考文獻進行比較。 任務(wù)描述 系統(tǒng)構(gòu)建模塊-光源 系統(tǒng)構(gòu)建模塊-物鏡 建??偨Y(jié) 光線結(jié)果 結(jié)果:場
    發(fā)表于 01-16 09:50

    FRED的光路和光路歷史記錄

    用戶之后使用診斷工具,如光路路徑報告、雜散光報告、圖像偽影診斷工具,以及分析表面中使用射線選擇過濾器。 創(chuàng)建/用戶線光歷史記錄文件 此選項保存每條光線的每個交點的坐標數(shù)據(jù),可以
    發(fā)表于 03-07 08:55

    VirtualLab Fusion應(yīng)用:熱透鏡引起焦點偏移的研究

    內(nèi)部的熱透鏡產(chǎn)生的焦點位移。熱透鏡效應(yīng)本身由導入的變形表面和根據(jù)導入的溫度數(shù)據(jù)計算的非均勻介質(zhì)定義。 建模任務(wù) VirtualLab Fusion構(gòu)建系統(tǒng) 系統(tǒng)構(gòu)建塊 – 光源 系統(tǒng)構(gòu)建塊
    發(fā)表于 03-12 09:43

    VirtuaLab Fusion:從光線光學到物理光學的無縫轉(zhuǎn)換

    作為VirtualLab Fusion的開發(fā)者,我們認為光線光學和物理光學并不是用戶必須選擇的兩種分離的建模技術(shù)。我們的概念光線
    發(fā)表于 03-14 08:54

    Techwiz LCD應(yīng)用:LC透鏡光線

    由于LC透鏡具有體積小、焦距可變等優(yōu)點,因此被認為是光學系統(tǒng)中一個有前途的研究領(lǐng)域。 由于LC材料的折射率可以通過施加電壓來調(diào)整,所以可以在有限的空間內(nèi)改變焦距。LC透鏡結(jié)構(gòu),可以通過
    發(fā)表于 03-18 08:49

    VirtualLab Fusion應(yīng)用:漸變折射率(GRIN)鏡頭的建模

    ,物理光學建模遠遠超過光線,完全考慮了電磁場,包括其中的偏振串擾效應(yīng)。 建模任務(wù) 光線
    發(fā)表于 03-18 08:57

    VirutualLab Fusion應(yīng)用:結(jié)構(gòu)光照明的顯微鏡系統(tǒng)

    。 本案例研究了入射波的偏振及其對結(jié)構(gòu)化照明圖案對比度的影響。 場景 VirtualLab Fusion構(gòu)建系統(tǒng) 系統(tǒng)構(gòu)建塊 組件求解器 總結(jié) 幾何光學仿真 通過光線
    發(fā)表于 03-21 09:26

    VirtualLab Fusion應(yīng)用:用阿貝判據(jù)研究顯微系統(tǒng)的分辨率

    了數(shù)值孔徑NA對濾波效果和分辨率的影響。 1.案例 ? VirtualLab Fusion構(gòu)建系統(tǒng) 1.系統(tǒng)構(gòu)建模塊 2.組件連接器 ? 幾何光學仿真 以光線
    發(fā)表于 03-24 09:08

    VirtualLab Fusion應(yīng)用:高NA顯微鏡系統(tǒng)分析偶極子源的PSF

    模塊 2.組件連接器 ? 幾何光學仿真 以光線 1.結(jié)果:光線 ? 快速物理光學仿真
    發(fā)表于 03-26 08:45

    好書分享!《詳解MATLAB科學計算的應(yīng)用》

    《詳解MATLAB科學計算的應(yīng)用》非常實用!
    發(fā)表于 05-29 16:15

    Techwiz LCD:LC透鏡光線

    由于LC透鏡具有體積小、焦距可變等優(yōu)點,因此被認為是光學系統(tǒng)中一個有前途的研究領(lǐng)域。由于LC材料的折射率可以通過施加電壓來調(diào)整,所以可以在有限的空間內(nèi)改變焦距。LC透鏡結(jié)構(gòu),可以通過
    發(fā)表于 09-14 11:57

    matlab科學計算的應(yīng)用

    MATLAB科學計算的應(yīng)用 在數(shù)值分析的應(yīng)用 多項式與插值、數(shù)據(jù)的曲線擬合 數(shù)值微分與數(shù)值積分 線性代數(shù) 非線性方程求根 微分方程
    發(fā)表于 11-30 16:35 ?0次下載
    <b class='flag-5'>matlab</b><b class='flag-5'>在</b>科學<b class='flag-5'>計算</b><b class='flag-5'>中</b>的應(yīng)用

    ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用專題:薄膜計算Ray以及Field系數(shù)是什麼?

    作者:Mark Nicholson 譯者:Michael Cheng 摘要:Zemax OpticStudio中計算考慮偏振并通過薄膜的光線
    的頭像 發(fā)表于 11-21 09:17 ?1943次閱讀
    ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用專題:<b class='flag-5'>在</b>薄膜計算<b class='flag-5'>中</b>Ray以及Field系數(shù)是什麼?