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    [推薦]zemax中點(diǎn)列圖的分析方法 [復(fù)制鏈接]

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    離線john.yang
     
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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2014-04-21
    點(diǎn)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(diǎn)通過光學(xué)系統(tǒng)以后,成像在IMA面上的情況給實(shí)際繪制出來。 P7:d ly[,q  
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    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(diǎn),從無限遠(yuǎn)成像到IMA面上,ZEMAX模擬在無限遠(yuǎn)有若干個發(fā)光點(diǎn)(光束),這些點(diǎn)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(diǎn)成像點(diǎn)為一個理想的點(diǎn)。但對于實(shí)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(diǎn),也可以參照主光線的角度和位置,形成一系列的發(fā)光點(diǎn),經(jīng)過入瞳最后成像在IMA面上最后也形成一個彌散斑。 gAt~?HvW6  
    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(jìn)行實(shí)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。 03=5Nof1  
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    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(diǎn)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(shí)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。 mdW~~-@H  
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    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(jìn)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。 gl{B=NN  
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    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(diǎn)的大小也不一樣,顯然像差越小的光學(xué)系統(tǒng),其斑點(diǎn)也越小。衡量這個斑點(diǎn)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(shí)際的斑點(diǎn)大小。 wpXgPVZT  
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    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(diǎn)坐標(biāo),參考中心點(diǎn),進(jìn)行的坐標(biāo)平方和后,除以點(diǎn)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(shí)際的斑點(diǎn)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) C!+I>J{4f  
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    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。 dRW$T5dac  
    tIc 7:th  
    關(guān)鍵影響RMS半徑的是,每個airy斑的中心點(diǎn)參考點(diǎn)的選擇:一種選擇的方式是根據(jù)主光線的位置做為斑點(diǎn)中心光線的中點(diǎn)。另外一種方式是采用斑點(diǎn)的實(shí)際重心做為斑點(diǎn)中點(diǎn)。 {u"8[@@./