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完 曲面格点示意图 设定参数 1、选择Spline Patch模式并点击确定。 2、输入U(5)、V(3),表示平面所需的格点总数(U列V行),点击应用。 确定点位置 3、在窗口中输入参数,表示形成的曲面在对应点的高度。 练习:设置点形成下面的透镜 5.X、Y环形面 二、修改尺寸参数 1、计算直径:当修改透镜其他参数后,系统自动计算修改后透镜的内径。如果透镜直径小于元件整体直径,则其他部分会变成侧面,具有侧面的光学性质(吸收); 2、透镜内径:可直接输入透镜的内径。如果第一项没有选择,则可以任意输入不大于元件尺寸的值。 3、凹凸性。 三、楔形透镜 通过设定透镜表面的倾斜度来建立楔形透镜。 该选项不能应用于其他光学元件(棱镜、立方体等等),因为其他元件表面形状为固定。 平面Z轴 Z 倾斜表面 Alpha角度一般是0°或者180°,取决于在前表面或是后表面。 效果 原本Z轴 夹角50° 初始状态 将UCS安置在元件表面 转过α角 转过β角 转过γ角 练习:建立棱镜 从两个角度观察一个棱镜。注意:棱镜底面为反射面(镜面反射或全反射都可以) 棱镜对光线的倒序作用 光线从上到下为1,2,3…… 光线从下到上为1,2,3…… 完 转动角定义 返回 * k = ?ε^2 = (b^2 ? a^2)/a^2.两个焦点之间的距离是2F。F^2=a^2-b^2。 LightTools(六) 透镜表面形状 一、修改透镜表面类型 LightTools允许透镜的表面为下列几种曲面之一(只能在透镜或反射镜表面修改,不能在其它几何元件表面修改): 1.球面; 2.二次曲面(圆锥曲面); 3.多项式表面; 4.X和Y圆柱面; 5.X和Y圆环; …… 透镜作图 以最简单的平面透镜为例。 平面透镜作图:第一个点坐标表示透镜前表面中心所在位置,第二个点到第一个点距离表示透镜的直径;第三个点到第一个点距离表示透镜厚度;第一点和第四个点连线的方向表示透镜主轴方向。 作图过程(一) 第一个点没有限制,可以点击在任意位置或者用鼠标输入任意参数。 设定透镜半径时,鼠标从第一个点到第二个点只能沿着UCS的Y轴方向移动,如果当前平面为X-Z平面,则鼠标无法移动位置。 解决办法:1、用右键旋转视角(点击第一个点后,按住右键拖动到合适视角再松开右键,然后点击第二个点)。2、用工具栏直接改变视角。 透镜半径 XY平面内,鼠标沿Y轴移动改变半径大小 YZ平面内,鼠标沿Y轴移动改变半径大小 XZ平面内,鼠标移动只能改变X轴和Z轴坐标,无法改变Y轴坐标,因此无法改变半径。 作图过程(二) 确认半径后,第二个点到第三个点系统默认沿UCS的Z轴方向运动以修改透镜厚度。 类似地,如果当前平面为XY平面,则无法改变厚度,需要转动视角或者使用工具栏快捷方式改变视角。 透镜厚度 XY平面内,鼠标移动只能改变X轴和Y轴坐标,无法改变Z轴坐标,因此无法改变透镜厚度。 YZ平面内,鼠标沿Z轴移动改变厚度。 XZ平面内,鼠标沿Z轴移动改变厚度。 透镜方向 在点击第三点后透镜形状被完全确定,需要点击第四点来确认透镜主轴在空间中的方向。 为保证透镜形状保持一致,可以在第三点定位点双击,或者输入第三点后在命令行中输入分号“;”,用空格键确认。 透镜方向 第三点定位点在红色方框处,第二点确定后用鼠标在此双击(同时输入第三点和第四点在同一位置),可以得到方向和作图时一致的透镜。 如果方向和作图时不同,则移动鼠标到需要的方向再点击第四点。 分号的作用 或者在点击第三点后,在命令行最后一位输入分号加空格,则无论鼠标在任何位置都能形成和作图时相同方向。 分号作用:输入和上一点完全相同的坐标。 1.球面 球面是透镜表面的默认形状,平面也可以被看做是球面的一种(曲率为零或曲率半径无穷大)。 球面的大小可以用Radius或Curvatuve(1/Radius)来表示。 平面的Radius等于零。 球面半径总是大于零,用凸起(Convex,CX)或凹下(Concave,CV)表示向外或是向内弯曲。 2.二次曲面 二次曲面,又叫圆锥曲线,指的是曲面由一条二次曲线旋转或平移构成。二次曲线形状包括椭圆、抛物面、双曲线。 二次曲线常数 二次常数(Conic Constant)k的值决定了二次曲线的形状。 k=0,圆形; -1k0,椭圆(长轴在Z轴); k=-1,抛物线; k-1,双曲线; (k0,扁球体,非二次曲线) 椭圆长短轴 椭球面参数设置 Conic: k = ?ε2 = (b2 ? a2)/a2 R = b2/a. 回转双曲面 双曲面参数设置 k=?ε2=?(a2+b2)/a2 =?(1+tan2θ). R = b2/a. 如果把R设置得非常小(0.00001),元件就演变为一个圆锥。 圆锥也可以是一个有倾斜的圆柱体。
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