Home Examples Screenshots User manual Bluesky logo YouTube 中文
OghmaNano Simulate organic/Perovskite Solar Cells, OFETs, and OLEDs DOWNLOAD

S-plane 编辑器

许多光学设计软件包 — 例如 Zemax OpticStudio、CODE V 和 OSLO — 使用 S-plane 编辑器来描述镜头系统。在这里,S 表示 surface(表面):S-plane 编辑器本质上是一张光线穿过的表面表格, 按照沿光轴遇到的顺序列出。每一行对应一个表面,并指定其 曲率、到下一个表面的厚度、口径和材料。

相同的思想也用于 OghmaNano 的 Optical Workbench。默认光线从左向右传播:它从空气开始, 通过第一片透镜的一个表面(折射率发生变化),穿过透镜厚度, 从第二个表面出射,随后对堆栈中的每一片透镜重复该过程。 通过编辑 S-plane 表格,你以表面为单位指定一个完整的光学系统。

使用 S-plane 编辑器定义的远摄镜头堆栈,在 3D Optical Workbench 中渲染。
来自美国专利文献(US 3 942 876,1976)的 200 mm 远摄定焦镜头 在 Optical Workbench 中渲染。镜头堆栈使用 S-plane 编辑器定义。
S-plane 编辑器表格,列出多元件镜头的各个表面。
S-plane 编辑器表格。每一对着色行表示光学系统中一片透镜的两个表面。

虽然 S-plane 视图本质上是一维的(沿轴排列的表面),但 OghmaNano 按设计是一个完整的 3D 光线追迹环境,而不是纯粹的 1D 传播模型。因此,S-plane 编辑器充当一个便捷的、 符合文献标准的 视图,用于查看真实的 3D 场景。S-plane 表格中的镜头定义会被转换为 3D 镜头对象,并存在于主仿真窗口中,如 ?? 所示。

访问 S-plane 编辑器

S-plane 编辑器可从 Optical Workbench 主窗口访问。在 Device structure 选项卡中,点击左侧工具栏上的 S plane 图标(位于 Layer 编辑器正下方),如 ?? 所示。 这会打开 S-plane 编辑器窗口,你可以在其中创建、编辑并组织镜头堆栈。

S-plane 表格

S-plane 编辑器将镜头系统表示为表面表格 (??)。 每一对行对应一片物理透镜:一个入射表面和一个出射表面。 各列记录关键光学参数:

当你在 S-plane 表格中编辑数值时,对应的 3D 镜头几何会在 Optical Workbench 视图中立即更新。 颜色被一致使用,例如,标记为 Lens 1 的红色行对应 3D 场景中的红色透镜, 橙色行对应橙色透镜,依此类推。

镜头组与 3D 放置

在 OghmaNano 中,每个 S-plane 表格都与一个名为 lens group 的 3D 对象相关联。镜头组只是一个容器, 用于保存属于某个 S-plane 定义的所有透镜。在 3D 视图中, 镜头组显示为一个红色的边界框,如 ?? 所示。外部红框表示全局仿真体积;内部红框是镜头组。 当你在 3D 中移动镜头组 — 例如按住 Shift 并点击拖拽 — 对应 S-plane 表格中定义的所有透镜都会一起移动。 这使得在更大的场景中重新定位整个光学组件变得很容易。

在 S-plane 编辑器中点击 New 会创建一个新的镜头组,并带有其自己的 S-plane 表格。因此,在单个仿真中你可以拥有多个彼此独立的 S-plane, 每个都位于其各自的 3D 镜头组中。这对于建模复合光学系统很有用, 例如具有独立物镜与目镜组件的望远镜,或包含多个镜头模块的相机模组。

S-plane 视图与 3D 世界

需要强调的是,在 OghmaNano 中,S-plane 编辑器是 3D 世界的 派生视图,而不是底层真相。3D 镜头对象及其网格是光线追迹器使用的主要表示形式。 S-plane 表格则是从这些对象中提取出来的、按表面组织的结构化描述,并与它们保持同步。

3D 视图,显示与某个 S-plane 定义相对应的镜头组边界框。
对应的 3D 视图。外部红框是全局仿真窗口,而内部红框 是一个 lens group,其中包含由 S-plane 定义的透镜。

这种混合方法结合了两者的优点:

在设计望远镜、相机镜头或其他轴向系统时,通常最方便的做法是从 S-plane 表格开始: 指定表面、曲率半径与厚度,然后检查生成的 3D 布局。对于更复杂的 3D 光学结构, 你可以将 S-plane 定义的镜头组与来自 CAD / Mesh 编辑器形状数据库 的基于 CAD 或基于图像的网格结合使用。