作為實際演示案例，讓我們使用與之前相同的規(guī)格對雙凸透鏡進行建模：
●通光孔徑：25.85 mm
●半徑：111.9837 mm [注：半徑在 Zygo 生成的XXX.DAT數(shù)據(jù)文件中標明]
●峰谷波前誤差：0.433 waves，RMS 波前誤差：0.084 waves，測試波長 632.8 nm
為了驗證我們可以附加 OpticStudio 生成的 YYY.DAT 文件至鏡頭的前表面，并針對鏡頭后表面使用倒置和翻轉數(shù)據(jù)文件，我們創(chuàng)建了一個鏡頭系統(tǒng)。鏡頭中名義雙凸透鏡與導入數(shù)據(jù)透鏡一起完美地聚焦準直入射光束，而不會產(chǎn)生殘余波前誤差。我們使用多重結構系統(tǒng)，其中第一個結構包含名義雙凸透鏡，而第二個結構添加了干涉測量結果。
與以前類似，光圈類型設置為按光闌尺寸浮動，但光闌表面是具有 25.85 mm半直徑的虛擬表面，位于雙凸透鏡前 5 mm處。
在測試的雙凸透鏡基礎上，使用透鏡曲率半徑和后表面圓錐系數(shù)優(yōu)化名義結構 RMS 波前誤差，名義結構的波前誤差基本上為 0（RMS 波前誤差：0.0001 waves）。
導入后數(shù)據(jù)，OpticsStudio 生成了 YYY.DAT 文件導入到鏡頭的前表面，并將翻轉和倒置的數(shù)據(jù)文件導入到鏡頭的背面，即多重結構 OpticStudio 模型，如下所示。
我們可以在 Surface Sag 圖中驗證透鏡的形狀。正如預期的那樣，與前表面相比，后表面的形狀是完全相反的 (Z 軸方向相同)，這意味著局部特征是相反的。這顯示了與 OpticStudio 中的半徑符號規(guī)約相同的行為。
與前一種情況相比，在這種情況下，波前映射分析也只能用作定性檢查，因為確切的波前誤差值也取決于透鏡的厚度和光線入射角。正如預期的那樣，在這種情況下，波前映射在中心顯示一個峰值，類似于本文凸面鏡部分中顯示的 Zygo 測量，因為兩者都沿同一方向觀察波前，從物面到像面。
根據(jù)這個雙凸透鏡的實驗，我們可以得出結論，OpticStudio 生成的 YYY.DAT 數(shù)據(jù)文件可以直接貼在鏡頭的前表面，而倒置和翻轉的數(shù)據(jù)文件可以用于鏡頭的后表面。定性結果與測得的 Zygo 數(shù)據(jù)非常吻合。
接下來，讓我們使用帶有凹面鏡的雙通系統(tǒng)，規(guī)格如下：
●通光孔徑：21.1 mm
●半徑：78.587 mm [注意：半徑在 Zygo 生成的XXX.DAT數(shù)據(jù)文件中標明]
下圖顯示了孔徑為 42.2 mm 的凹面的 Zygo 干涉圖。根據(jù)干涉測量結果，峰谷波前誤差等于 0.306 waves，RMS 波前誤差等于 0.063 waves，測試波長 632.8 nm。
在文件轉換階段，必須注意文件命名法，以防止出現(xiàn) OpticStudio YYY.DAT 文件覆蓋原始內(nèi)部 Zygo XXX.DAT文件。與凸面情況一致，測得的干涉圖可以導出為 .INT 文件，使用 INT Grid to OpticStudio DAT 轉換器工具可以轉換為兼容的 OpticStudio 文件 .DAT 文件。在轉換文件格式工具中，我們可以從 Zygo 中選擇 XXX.INT 文件，定義孔徑直徑 (在本例中為 42.2 毫米)，然后將 .DAT 文件可以直接導入到 Opticstudio 中的網(wǎng)格矢高表面。?
文件轉換后，我們可以像凸透鏡一樣設置一個雙通系統(tǒng)，以驗證是否可以附加生成的 YYY.DAT 文件直接到相反的表面。同樣，為了準確模擬 Zygo 干涉測量，我們在設置中使用近軸透鏡來折射準直入射光束，使所有光線都正入射到鏡面。
與凸面鏡一樣，Aperture Type 設置為 Float By Stop Size，并且 STOP 位于反射面上。根據(jù)測量結果，鏡面半直徑設置為 21.1 mm，其曲率半徑設置為 -78.587 mm，波長設置為 632.8 nm 測量波長。
在這種情況下，我們使用厚度和焦距為 100 mm 的近軸表面來模擬透射球和凹面鏡前的中間焦點。從中間焦點到鏡子的厚度等于鏡子的曲率半徑以確保正入射。
最后，在網(wǎng)格矢高凹面鏡周圍使用一對坐標中斷，并將 Tilt About Z 參數(shù)設置為 180 度，以考慮表面的正確方向。此時，通過干涉測量法對凹面進行測量的雙通道系統(tǒng)應如下所示。
我們可以根據(jù)表面矢高圖驗證反射鏡的形狀。與凸面鏡情況類似，為了分析表面矢高形狀，從當前矢高輪廓中移除基底半徑，以僅關注較小的制造誤差。正如預期的那樣，根據(jù)測量值，Surface Sag 圖在表面中心顯示一個谷值。
為了仔細檢查數(shù)值結果，我們可以使用 Wavefront Map 分析。由于它是一個雙通模型，我們預計峰谷 (0.306 waves) 和 RMS (0.063 waves) 波前誤差值將與傳輸中報告的測量結果相比翻倍。
正如預期的那樣，在雙通仿真設置中，峰谷 (0.6106 waves) 和 RMS (0.1250 waves) 波前誤差的數(shù)值是干涉測量的兩倍，其中結果以透射形式報告。同樣在這個鏡像案例中，與 Zygo 結果相比，波前映射似乎是倒置的，但是由于 OpticStudio 中的波前誤差定義，使用主光線和光瞳光線之間的光程差，這種倒置是意料之中的。
根據(jù)這個凹面鏡的實驗，我們可以得出結論，OpticStudio 生成了 YYY.DAT 數(shù)據(jù)文件可以直接附加到表面模型，但是為了在繪圖上正確渲染數(shù)據(jù)，鏡面需要繞 Z 軸旋轉 180 度。一旦完成，定性和定量結果都與測量數(shù)據(jù)非常吻合。
最后，讓我們用和以前相同的規(guī)格來建模一個雙凹透鏡：
●通光孔徑：21.1 mm
●半徑：78.587 mm [注意：半徑在 Zygo 生成的XXX.DAT數(shù)據(jù)文件中標明]
●峰谷波前誤差：0.306 waves，RMS 波前誤差：0.063 waves，測試波長 632.8 nm
為了驗證我們是否可以附加 OpticStudio 生成的 YYY.DAT 文件添加到鏡頭的前表面，并使用鏡頭后表面的倒置和翻轉數(shù)據(jù)文件，我們創(chuàng)建了一個多重結構系統(tǒng)，其中名義雙凹透鏡被兩個額外的透鏡包圍，完美地聚焦準直入射光束，沒有殘余波前誤差。在設置中，第一個結構包含名義雙凹透鏡，而第二個結構添加了干涉測量數(shù)據(jù)。
與雙凸透鏡的情況類似，光圈類型設置為按光闌尺寸浮動，但光闌表面是具有 21 mm 通光直徑的虛擬表面，位于第一個鏡頭前 15 mm處。
額外透鏡的半徑和厚度針對名義結構中的最小 RMS 波前誤差進行了優(yōu)化。因此，名義結構的波前誤差基本上為零（RMS 波前誤差：0.0005 個waves）。
導入后，OpticsStudio 生成了 YYY.DAT 文件導入到鏡頭的前表面，并將翻轉和反轉的數(shù)據(jù)文件導入到鏡頭的后表面，多重結構如下所示。請注意，在鏡頭表面周圍再次使用坐標間斷，并將 Tilt About Z 參數(shù)設置為 180 度，以將表面調(diào)整到正確的方向。
我們可以使用 Surface Sag 圖來驗證鏡頭的形狀。正如預期的那樣，與鏡頭的前表面相比，后表面是倒置的，類似于雙凸透鏡的情況。
同樣，在這種情況下，波前映射分析只能用作定性檢查。正如預期的那樣，波前圖在中心顯示了一個谷值，類似于本文的凹面鏡部分所示的 Zygo 測量，因為兩者都在同一方向上觀察波前，從物面到像面。
根據(jù)對雙凹透鏡的最后一次實驗，我們可以得出結論，OpticStudio 生成了 YYY.DAT 數(shù)據(jù)文件可以附加到鏡頭的前表面，而倒置和翻轉的數(shù)據(jù)文件可用于鏡頭的后表面。同樣，由于凹面形狀，在表面周圍使用了額外的坐標間斷來正確定向干涉數(shù)據(jù)。定性結果與測量數(shù)據(jù)非常吻合。
我們通過上述方式介紹了如何將Zygo表面測量的干涉儀數(shù)據(jù)導入至OpticStudio中作為表面進行建模，并通過一個理想示在本文中，我們討論了在將數(shù)據(jù)導入 OpticStudio 之前，如何通過旋轉、翻轉和反轉來調(diào)整測量的干涉圖數(shù)據(jù)的方向，具體取決于表面的形狀以及它是鏡頭的正面還是背面。根據(jù)測試結果，所需的準備步驟可以總結如下。意系統(tǒng)驗證了該方法的可行性。本文為該系列文章的第一篇，后續(xù)文章我們將利用一些更為實際的系統(tǒng)，進行更加全面的嘗試和介紹。
凸面
●反射面：附加 OpticStudio 生成的 YYY.DAT 文件直接復制到表面。
●折射元件的前（左）表面：附加 OpticStudio 生成的 YYY.DAT 文件直接復制到表面。
●折射元件的后（右）表面：反轉 YYY.DAT 文件，并在附加到表面之前繞 X 軸翻轉。這可以通過運行附帶的 flipGridSag.py Python 腳本輕松完成。
凹面
●反射面：附加 OpticStudio 生成的 YYY.DAT 文件直接旋轉到表面上，然后將表面繞 Z 軸旋轉 180 度。
●折射元件的前（左）表面：附加 OpticStudio 生成的 YYY.DAT 文件直接旋轉到表面上，然后將表面繞 Z 軸旋轉 180 度。
●折射元件的后（右）表面：反轉 YYY.DAT 文件，并在附加到表面之前繞 X 軸翻轉。可以通過運行附帶的 flipGridSag.py Python 腳本來完成此方向調(diào)整。導入數(shù)據(jù)后，還要將表面繞 Z 軸旋轉 180 度。