點列圖的原理是顯示
光學(xué)系統(tǒng)在IMA面上的成像。換句話說,它就是通過計算,把一系列物方的點通過
光學(xué)系統(tǒng)以后,成像在IMA面上的情況給實際繪制出來。
c^bA]l^a 5G!X4%a 為了表現(xiàn)方便,它可以選擇一系列預(yù)定的模板形式,具體來說,比如一個在軸上的點,從無限遠(yuǎn)成像到IMA面上,
ZEMAX就
模擬在無限遠(yuǎn)有若干個發(fā)光點(光束),這些點平行射入入瞳,然后經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng),最后成像在IMA面上。顯然如果光學(xué)系統(tǒng)是完美的光學(xué)系統(tǒng),那么這些點成像點為一個理想的點。但對于實際的光學(xué)系統(tǒng),就會成像為一個彌散斑。那么這個彌散斑在IMA面上的像,就是Spot Diagram。同理,在非軸上點,也可以參照主
光線的角度和位置,形成一系列的發(fā)光點,經(jīng)過入瞳最后成像在IMA面上最后也形成一個彌散斑。
mi-\PD>X 如何通過Spot Diagram觀察出
光學(xué)設(shè)計的質(zhì)量,簡單說,這個彌散斑越小越好。如果你發(fā)現(xiàn)彌散斑足夠小,滿足你對光學(xué)系統(tǒng)最小彌散斑的要求(spot diagram的單位是微米)那么你的光學(xué)系統(tǒng)就完全可以進行實際的加工了。換句話說,就是你的光學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)可以設(shè)計完成了。
o?b%L lyi}q"Kn*; 如何才知道你的光學(xué)系統(tǒng)足夠的好?這里有個參考,就是airy斑的參考。airy斑是物理光學(xué)的一個概念。它指出在形成的彌散斑直徑在2.44*F*(主
波長)以內(nèi)的時候,該光學(xué)系統(tǒng)可以認(rèn)為是理想(完美)光學(xué)系統(tǒng)。這樣當(dāng)你在Spot Diagram圖中,在setting菜單中,設(shè)置顯示airy斑。然后發(fā)現(xiàn)你的點列圖完全都在airy斑環(huán)之內(nèi),你就可以認(rèn)為你的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計已經(jīng)完美。但實際上,很少有光學(xué)系統(tǒng),可以滿足符合airy斑直徑的要求。那么說明你的光學(xué)系統(tǒng)有像差。
jNyC%$ )ld7^G 究竟是哪種像差在起主要作用?主要的像差有,球差,慧差,像散,場曲,畸變。這些像差在spot diagram上的表現(xiàn)各不相同。但由于一個光學(xué)系統(tǒng)通常是各種像差的混合。因此需要你對spot diagram的形狀進行判斷。確認(rèn)是主要是哪種像差,然后通過修改玻璃,或者曲率以及光闌的位置等加以調(diào)整。
[-CG&l2?L jqLyX 不同的像差有不同的像表現(xiàn),同時隨著像差的大小不同,這個像,也叫斑點的大小也不一樣,顯然像差越小的光學(xué)系統(tǒng),其斑點也越小。衡量這個斑點大小有個定義,就是RMS半徑定義,另外還有一個就是幾何半徑的定義。RMS是均方根半徑,可以定量的反映這個系統(tǒng)實際的斑點大小。
V\G>e{ `j(+Y 在Spot Diagram中還有幾個
參數(shù)可以參考,RMS RADIUS,均平方根半徑是一個重要的半徑參數(shù),它是彌散斑各個點坐標(biāo),參考中心點,進行的坐標(biāo)平方和后,除以點數(shù)量,然后開方的值,這個值的半徑可以反映一個典型的彌散斑的大小,以定量的反映這個系統(tǒng)實際的斑點大小。但它不是全部彌散斑的直徑,全部彌散斑的直徑是GEO RADIUS。RMS RADIUS是重要的反映彌散質(zhì)量的參數(shù),它和在
優(yōu)化中和MTF的值極大的吻合。(就是說MTF的某個視場最后值就是RMS的半徑)
{10ms_s wH`@r?& 需要說明的是:不同的射入入瞳的光線排列會對最后的RMS半徑等有影響,但并不大。
aQG#bh [ z=fag'fzM 關(guān)鍵影響RMS半徑的是,每個airy斑的中心點參考點的選擇:一種選擇的方式是根據(jù)主光線的位置做為斑點中心光線的中點。另外一種方式是采用斑點的實際重心做為斑點中點。
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