OAS光学分析软件 | 如何建模离轴抛物面镜

离轴抛物面反射镜是光学工业中一种重要的设计类型。本文演示了如何根据制造商给出的规格设计一个离轴抛物面反射镜。

简介

离轴抛物面反射镜的优点是光束通过反射到达像面途中将不会受到遮挡。使用 OAS可以很简单地建模一个表面的任何离轴部分，不管其是否为抛物面。本文将向您展示如何建模一个离轴抛物面反射镜。这里所示的概念适用于任何偏心表面，并不局限于离轴抛物面反射镜。

如何建模离轴抛物面镜

我们将制作一个商用的离轴抛物面反射镜。这个设计练习的目标是能够使反射镜在光轴（Z轴）上的任意一点绕X轴倾斜。反射镜的规格如下：

输入基础几何结构

根据设计要求，我们首先搭建出一个孔径为203mm的圆锥面作为反射镜的前表面，根据标准面的矢高值或Z坐标的定义：

双曲线的圆锥系数小于 -1，抛物线的圆锥系数等于 -1，椭圆的圆锥系数在 -1 和 0 之间，球面的圆锥系数为 0，扁椭球的圆锥系数大于0。要使镜面呈抛物线形式，输入圆锥系数为 -1。

由于镜面的焦距是曲率半径的一半，因此圆锥面的曲率半径设置为-2000mm，曲率半径的符号是负的，因为曲率中心在圆锥面的法线负方向，在位置旋转中对其在Z轴正方向上位移1000mm。然后在原点搭建一个孔径相同的平面作为像面，再搭建一个沿Z轴正方向传播的平行光源，对其进行追迹，结果如下：

设置偏心

打开圆锥面对话框，在孔径选项中，设置 Y 偏心：150mm。

将像面的孔径减小为10mm，在（0，150，0）位置处搭建一个光线方向为Z轴正方向的平行光源，对其进行追迹，结果如下：

可以看出，该系统达到了我们的设计要求。

接下来为反射镜添加后表面和边缘部分，根据计算，将像面绕X轴自转-8.5307656099481°，得出最终的系统，结果如下所示：

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