| ppyousk |
2011-01-12 21:08 |
光學(xué)設(shè)計(jì)程序zemax中有個(gè)很常用的評測光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量的分析工具－spot diagram，中文翻譯就是點(diǎn)圖，借助它可以形象的對光學(xué)系統(tǒng)成像進(jìn)行很好的描述。這里寫下本人對spot diagram的體會(huì)和認(rèn)識。 mHI4wS>()+
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可以通過多種方式在zemax中顯示點(diǎn)圖，方式一：直接點(diǎn)擊在屏幕菜單工具欄中的“Spt”按鈕；方式二：選擇菜單Analysis-Spot Diagrams-Standard。 STXqq[+Rf
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點(diǎn)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。 6cQeL$,SQ
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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(gè)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(gè)發(fā)光點(diǎn)，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(gè)理想的點(diǎn)。 j:v~MrQ7|
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但對于實(shí)際的光學(xué)系統(tǒng)，就會(huì)成像為一個(gè)彌散斑。那么這個(gè)彌散斑在IMA面上的像，就是Spot Diagram。 L.IoGU xD
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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(gè)彌散斑。 4+/fP
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如何通過spot diagram看光學(xué)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，簡單說，這個(gè)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(jì)完成了。 qL%.5OCn(
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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(gè)參考，就是airy斑的參考。airy斑是物理光學(xué)的一個(gè)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（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)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。 M!&_qj&N,
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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。 7,W]zKH
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這些像差在spotdiagram上的表現(xiàn)各不相同。但由于一個(gè)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調(diào)整。 To#
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