zemax光线光扇图

 光线光扇图:

过光瞳Y轴的光束剖面,称为子午光扇;

过光瞳X轴的光束剖面,称为弧矢光扇。

可以显示作为光瞳坐标函数的光线像差。

 对于视场内任意一点,取其子午面内的光线,以光线在光阑面上的透射点坐标为横坐标,同时以该光线在像面上的坐标为纵坐标,描出所有点,构成的图形即为子午面光扇图。

通过入瞳某一坐标(PX,PY)的光线在像面上有唯一的位置(EX,EY),以EX,EY为纵坐标,以PX,PY为横坐标,分别建立坐标系,把通过入瞳的光线都在坐标系里描点就得到了光扇图。

光扇图仅仅表示了通过光瞳的两个切面的状况,而不是整个光瞳

比如下图:

展示的就是三个视场、x\y轴、两个波长的光扇图

分成三组是三个视场

每组两张图分别对应x\y轴

不同颜色的曲线代表不同波长,具体的对应关系在左下角

在设置界面,可以设置图形的缩放和光线数,更贴近真实情况,缩放设置为0表示将产生一个适合的比例。

可以选择是否使用虚线区分不同波长,以及是否考虑渐晕光瞳等

如果用虚线区分,效果:

 

可以选择显示的视场、波长个数,以及子午、弧矢面对应的面

表面用来设置观察的位置 

 从光扇图中可以分析下列情况:

1、离焦

ZEMAX详解(2)---光扇图(Ray Fan)

 在焦点位置,曲线的斜率为0,也就是说,不管入射时的横坐标(光阑面上的位置)是多少,离轴多远,都将汇聚在焦点处。

如果不发生离焦现象,那此时不同横坐标对应的y值应当均为0(在轴上)

所以,如果此时曲线是直线且有斜率,发生离焦

根据斜率的正负可以判断此时的焦点位置在像面前(斜率正)还是像面后(斜率负)

2、球差

球差使光线不全交于近轴焦点

在近轴区域,可以将光线近似认为是近轴光线,不考虑球差,趋近于一条直线(先不考虑直线斜率)

当光线在光阑的位置距离中心逐渐边远,也就是在透镜的边缘位置,会产生较为明显的球差

整条曲线呈现“S”形

3、慧差

 

慧差是一种和视场及孔径都有关的垂轴(横向)像差,轴外点成为慧状的弥散斑。

整体曲线具有抛物线的形状(近似),尤其在正好对应焦点的中央位置,此时曲线是一条对称的抛物线。

4、像散

 

像散是由子午面和弧矢面的主光线焦距不同引起的

 像散的校正是使某一视场(一般是0.7视场)的像散值为零,而其他视场仍有一定的剩余像差。

此时,子午面和弧矢面有不同的分布,两条曲线不重合。

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