RayTrace - Planos Principais

Como o RayTrace não é um software muito amigável, resolvi colocar nesta página um tutorial detalhado de como pode-se usá-lo para determinar a posição dos planos principais de uma lente espessa. Vamos fazer uso intensivo dos diferentes tipos de "snaps" disponível no programa.

• Abra o RayTrace. Vá em Options->Grid e maque as opções Show e Snap to grid. Entre em Size e defina tamanho da grade em 5 x 5.
• Crie uma lente espessa clicando no desenho da lente e depois clicando na posição onde quer colocá-la. Neste tutorial vamos criar uma lente de R1=200mm, R2=-200mm, altura=100mm, largura=25mm e n=1.5. O resultado é o seguinte:

• Verifique se o "snap to grid" esta ligado e desenhe um tape measure proximo do eixo da lente. Segure o ctrl enquanto traça o tape measure para obrigá-lo a ficar na horizontal.
• Clique com o botão direito em qualquer lugar e selecione "mid point snap". Depois mova a lente tal que o lado direito dela fique alinhado com uma linha vertical de grid-points. O resultado é o seguinte:

• Crie um raio simples (Create->Ray) paralelo ao eixo mas que passe bem longe deste. Selecione o raio de entrada com o botão esquerdo e aperte F6 para prolongar pra frente. Selecione o raio de saída e aperte F7 para prolongar pra trás.
• Crie um tape measure vertical e tangente ao lado direito da lente. Faça isso com "snap to grid" ligado pois, como a lente foi alinhada pelo lado direito em cima de um grid-point, vai ser muito fácil. Esta linha vertical marca a posição a partir da qual temos que medir o plano principal (h). O resultado é o seguinte:

• Agora começa a mágica. Faça um zoom na região de intersecção dos prolongamentos e DESLIQUE o "snap to grid". Vamos criar um tape measure especial que vai sempre medir a distância da intersecção até a linha vertical que desenhamos. Para isso, clique em Create->Tape measure; depois clique com o botão direito em qualquer lugar e escolha "Ray Intersect Snap". Entao clique na intersecção dos raios

• Veja o que aconteceu, os quatro vértices dos dois segmentos do ponto que você clicou ficaram vermelhos indicando que o tape measure será medido dinâmicamente a partir do cruzamento. O cursor também mudou e agora indica que o programa está esperando você identificar o segundo ponto. Agora clique com o botão direito e escolha "Perpendicular Snap"

• E clique sobre qualquer ponto da linha vertical

• Veja o que aconteceu, ele traçou uma perpendicular da intersecção até a linha vertical, mesmo você tendo clicado em uma posição diferente! Tente arrastar o raio de entrada para cima e para baixo. O nosso tape measure especial acompanha o deslocamento do raio e vai atualizando o valor da distância.
• Mas o que é bom ainda pode ficar melhor :-) Vamos agora criar um "Trail". Essa função do RayTrace faz o seguinte: definimos um ponto no diagrama e o programa vai desenhar a trajetória deste ponto enquanto a gente mexe na posição dos raios! Create->Trail; botão direito e escolha "Ray Intersect Snap". Veja que o cursor muda e fica aguardando você dizer quem é o raio 1. Clique no prolongamento do raio de entrada (não precisa clicar no cruzamento). Apenas dois vértices vão ficar vermelhos:

• Segure o ctrl E clique no prolongamento do outro raio. Agora os quatro vértices estão marcados e ele identificou a intersecção.
• Esperimente fazer um "Drag" no raio de entrada... Mágica, a trajetória do ponto de cruzamento fica desenhada na imagem! Isso é justamente a superfície principal!!! E note que você tem, ao mesmo tempo, a informação da distância do ponto até a reta vertical!!!!

• Note que a forma da superfície principal depende na verdade das dimensões da lente. Por exemplo, o caso a seguir é uma lente mais "gorda", isto é com menor raio de curvatura e maior espessura. Neste caso a superfície curva para o outro lado.