zemax中的点列图的分析方法

《zemax中的点列图的分析方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、点列图的原理是显示光学系统在IMA面上的成像。换句话说，它就是通过计算，把一系列物方的点通过光学系统以后，成像在IMA面上的情况给实际绘制出来。为了表现方便，它可以选择一系列预定的模板形式，具体来说，比如一个在轴上的点，从无限远成像到IMA面上，ZEMAX就模拟在无限远有若干个发光点（光束），这些点平行射入入瞳，然后经过光学系统，最后成像在IMA面上。显然如果光学系统是完美的光学系统，那么这些点成像点为一个理想的点。但对于实际的光学系统，就会成像为一个弥散斑。那么这个弥散斑在IMA面上的像，就是SpotDiagram。同理，在非轴上点，也可以

2、参照主光线的角度和位置，形成一系列的发光点，经过入瞳最后成像在IMA面上最后也形成一^个弥散斑。如何通过SpotDiagram观察出光学设计的质量，简单说，这个弥散斑越小越好。如果你发现弥散斑足够小，满足你对光学系统最小弥散斑的要求（spotdiagram的单位是微米）那么你的光学系统就完全可以进行实际的加工了。换句话说，就是你的光学系统已经可以设计完成了。如何才知道你的光学系统足够的好？这里有个参考，就是airy斑的参考。airy斑是物理光学的一个概念。它指出在形成的弥散斑直径在2.44*F*（主波长）以内的时候，该光学系统可以认为是理想（

3、完美）光学系统。这样当你在SpotDiagram图中，在setting菜单中，设置显示airy斑。然后发现你的点列图完全都在airy斑环之内，你就可以认为你的光学系统设计已经完美。但实际上，很少有光学系统，可以满足符合airy斑直径的要求。那么说明你的光学系统有像差。究竟是哪种像差在起主要作用？主要的像差有，球差，慧差，像散，场曲，畸变。这些像差在spotdiagram上的表现各不相同。但由于一个光学系统通常是各种像差的混合。因此需要你对spotdiagram的形状进行判断。确认是主要是哪种像差，然后通过修改玻璃，或者曲率以及光阑的位置等加以

4、调整。不同的像差有不同的像表现，同时随着像差的大小不同，这个像，也叫斑点的大小也不一样，显然像差越小的光学系统，其斑点也越小。衡量这个斑点大小有个定义，就是RMS半径定义，另外还有一个就是几何半径的定义。RMS是均方根半径，可以定量的反映这个系统实际的斑点大小。在SpotDiagram中还有几个参数可以参考，RMSRADIUS,均平方根半径是一个重要的半径参数，它是弥散斑各个点坐标，参考中心点，进行的坐标平方和后，除以点数量，然后幵方的值，这个值的半径可以反映一个典型的弥散斑的大小，以定量的反映这个系统实际的斑点大小。但它不是全部弥散斑的直径

5、，全部弥散斑的直径是GEORADIUS。RMSRADIUS是重要的反映弥散质量的参数，它和在优化中和MF的值极大的吻合。（就是说MF的某个视场最后值就是RMS的半径）需要说明的是：不同的射入入曈的光线排列会对最后的RMS半径等有影响，但并不大。关键影响RMS半径的是，每个airy斑的中心点参考点的选择：一种选择的方式是根据主光线的位置做为斑点中心光线的中点。另外一种方式是采用斑点的实际重心做为斑点中点。对于一个轴对称系统，在轴上，显然主光线中心和斑点重心是一点没有差别，但在轴外点成像。主光线的中心计算出来的RMS显然要比斑点重心计算的RMS半

6、径要大。其实，通常采用的是斑点重心的参考中点方式。SpotDiagram与RayFan的区别:SpotDiagram的形成，我们也可以在轴外子午面上选择一点做为发光点。这个点同样将光线射向系统的入曈和光阑位置。和RayFan不同的就是，这次我们考虑的更全面些。这一束光线不是RayFan的一个子午面方式，而是一个面阵的方式发散。而是全面的射入入瞳。为了计算和比较，有几种布置光线的方式可以选择，比如随机点方式，矩形方式，圆形方式，还有三角方式等等。目的是能尽量保证平衡射入这个系统