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《zemax中的點(diǎn)列圖的分析方法》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、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(jì)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。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就模擬在無限遠(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SpotDiagram。同理，在非軸上點(diǎn)，也可以
2、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。如何通過SpotDiagram觀察出光學(xué)設(shè)計(jì)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（spotdiagram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(jì)完成了。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(shí)候，該光學(xué)系統(tǒng)可以認(rèn)為是理想（
3、完美）光學(xué)系統(tǒng)。這樣當(dāng)你在SpotDiagram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(jì)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。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spotdiagram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spotdiagram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
4、調(diào)整。不同的像差有不同的像表現(xiàn)，同時(shí)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。在SpotDiagram中還有幾個參數(shù)可以參考，RMSRADIUS,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，然后幵方的值，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
5、，全部彌散斑的直徑是GEORADIUS。RMSRADIUS是重要的反映彌散質(zhì)量的參數(shù)，它和在優(yōu)化中和MF的值極大的吻合。（就是說MF的某個視場最后值就是RMS的半徑）需要說明的是：不同的射入入曈的光線排列會對最后的RMS半徑等有影響，但并不大。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)。對于一個軸對稱系統(tǒng)，在軸上，顯然主光線中心和斑點(diǎn)重心是一點(diǎn)沒有差別，但在軸外點(diǎn)成像。主光線的中心計(jì)算出來的RMS顯然要比斑點(diǎn)重心計(jì)算的RMS半
6、徑要大。其實(shí)，通常采用的是斑點(diǎn)重心的參考中點(diǎn)方式。SpotDiagram與RayFan的區(qū)別:SpotDiagram的形成，我們也可以在軸外子午面上選擇一點(diǎn)做為發(fā)光點(diǎn)。這個點(diǎn)同樣將光線射向系統(tǒng)的入曈和光闌位置。和RayFan不同的就是，這次我們考慮的更全面些。這一束光線不是RayFan的一個子午面方式，而是一個面陣的方式發(fā)散。而是全面的射入入瞳。為了計(jì)算和比較，有幾種布置光線的方式可以選擇，比如隨機(jī)點(diǎn)方式，矩形方式，圓形方式，還有三角方式等等。目的是能盡量保證平衡射入這個系統(tǒng)
