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简单介绍一下光线扇曲线_0

作者:admin    发布时间:2019-07-12 04:17     浏览次数 :

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光线扇曲线(The ray fan plot)是zemax里的一种很常用的像差分析工具,常常用来定性的描述系统中有哪几种像差,帮助我们分析如何进行下一步的优化。

首先,我们来介绍一下光线扇曲线,光线在通过光学系统的过程必定是要经过孔径光阑的。其中,经过孔径光阑中心的光线是主光线,经过孔径光阑边缘的光线是边缘光线。在光线扇曲线上,横坐标代表着这条光线距离孔径光阑中心的距离,纵坐标代表着这根光线在像面上偏离中心的距离。简单来说,就是x轴越大就越靠近边缘光线。因此,我们可以看到边缘光线在像面上的位置,从而判断系统存在何种像差。

一个优化的蛮不错的光学系统的光线扇曲线

如果系统有离焦存在,那么意味着边缘到中心各个光线只是规律地分布拉远。

体现在光线扇曲线上,如下图,是类似直线的情况。

如果含有离焦,则光线扇曲线会像直线

如果系统有球差,则不同孔径的光线会聚焦在不同的位置,体现在光线扇曲线上,则会是一条比较规律比较平滑的曲线。

这张图和上一张图不是同一个系统,只是用来示意含有球差的光学系统的光线扇曲线可能是什么样子,实际上含有球差的光线扇曲线可能有多种形状。

如果光学系统存在彗差,意味着同一环形区将成像在近轴面内的同一圆环上,则光学系统的轴外像点,会存在冰激凌一样的像分布,体现在光线扇曲线上,通常是,一端靠近x轴,另一端远离,如下图所示。

含有彗差的光学系统的光线扇曲线

如果系统含有像散,则光学系统的弧矢方向和子午方向成像焦点有一个前后的距离,体现在光线扇曲线上,就是子午和弧矢两条曲线的曲率不同,如下图所示。

其中,图c是系统的中间焦点位置,图b和图d一个是弧矢焦点,一个是子午焦点,可以看到光线扇曲线上体现的像散有点类似于离焦,只不过和离焦不一样的是有一个子午和弧矢的区别。