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本文介绍如何使用环形阵列对象创建任意父物体的各种径向阵列，包括圆形、六边形或螺旋形阵列。此类阵列最适合用于模拟径向封装结构，例如蝇眼阵列。
作者： Akash Arora
简介
OpticStudio 支持两种用于在非序列模式下复制任何几何父物体的阵列对象：阵列和环形阵列。阵列对象用于对直线阵列进行建模，其元件沿三个用户可定义的轴进行复制；而环形阵列用于对圆形、六边形或螺旋形阵列进行建模。环形阵列和阵列都极大地简化了任何父物体的复制，并且仅需与单个父物体相同的内存。因此，追踪穿过阵列的光线比追踪众多单个对象要快得多。
在本文中，我们将探讨环形阵列对象在模拟径向对称阵列方面的各种功能。
环形阵列对象定义
环形阵列最适合用于径向排列结构，例如蝇眼阵列。环形阵列对象的所有定义参数均取自父物体，包括材质、表面和体积属性。此外，父物体可以隐藏或忽略，使其仅用于控制阵列元件的形状和属性。
环形阵列能够形成多种不同的阵列结构。有两种模式决定阵列元件是定义在平面上还是垂直于球面。这两种模式分别是模0和模式1；下面显示的是模式1的可用参数。
下表概述了每种模式下所有可用的参数。注意：参数2已排除在外，因为它是模式设置。
| 参数# | 参数名称 | 模式0 | 模式1 |
| 1 | 父物体# | 每个阵列元件使用的父物体 | 没有差异 |
| 3 | 元件的序号 | 阵列中元件的总数 | 没有差异 |
| 4 | 曲率半径 | 第一个元件沿x轴平移该距离 | 球心沿z轴的位置 |
| 5 | Alpha | 第一个元件绕局部z轴旋转该角度 | 没有差异 |
| 6 | Beta | 每度弧角引起的阵列单元径向偏移量。此参数用于定义螺旋阵列 | 第一个元件绕球心的y轴旋转该角度 |
| 7 | Gamma | 第一个元件绕阵列z轴旋转该角度 | 没有差异 |
| 8 | Delta | 阵列元件沿其复制的弧角。所有元件均等间距分布，间距角度等于’Delta’/元件个数 | 没有差异 |
| 9 | Epsilon | 每经过 360° 圆弧角度后，元件会发生径向偏移。此参数仅在’Delta’≥ 360° 时有效。非零值的作用是定义多个同心圆阵列。 | 未使用 |
有关这些参数的完整说明，请参阅帮助文件中的“设置选项卡...编辑器组（设置选项卡）...非序列组件编辑器...非序列几何对象”部分。
构建圆形和六边形阵列
圆形和六边形阵列的建模方式为：阵列模式0，Beta = 0。如果您想创建一个如下图所示的单个圆形阵列，请设置Delta = 360°；对于这样的阵列，阵列元件在角度上是等间距的。
六边形阵列由多个偏移的环形阵列定义。打开位于 Samples 文件夹中的 OpticStudio 示例文件“ {Zemax}\Samples\Non-sequential\Geometry Creation\Ring Array Example 3- Hexapolar Array.zmx ”。第一个环形阵列模拟内环和外环各六个元件。这是通过将Epsilon参数设置为标准透镜的直径，并将Delta 设置为 720°（两个圆）来实现的。添加第二个环形阵列以填充第二个环中的另外六个元件。
在这个示例文件中，父物体被保留为数组的中心元件。如前所述，父物体无需绘制或被射线考虑；这些属性与阵列元件无关。
构建螺旋阵列
与圆形和六边形阵列不同，螺旋阵列通过将Mode 设置为 1来定义。之后，我们必须为Beta参数设置一个非零值，以定义径向坐标随弧角的增量。对于总弧角（由 Delta 定义）的每一度，阵列元件将移动 Beta 值。这种螺旋也称为阿基米德螺旋。打开 OpticStudio 示例文件“ {Zemax}\Samples\Non-sequential\Geometry Creation\Ring Array Example 2- Spiral of Archimedes.zmx ”即可查看示例。
请注意，Beta = 5E-3 ，这意味着每旋转一度弧角，元件的径向位置将增加5 µm。请记住，该值单位为透镜单位/度，较大的beta值会导致阵列尺寸变得非常大。在本文件中，我们通过设置Delta = 600°来实现螺旋线旋转超过一圈。
构建蝇眼阵列
与螺旋阵列类似，蝇眼阵列使用模式 1定义。阵列元件垂直于一个假想的球面定义。打开示例文件“ {Zemax}\Samples\Non-sequential\Geometry Creation\Ring Array Example 1- Fly's Eye Array.zmx ”。该系统模拟了垂直于假想球面的重叠透镜。
