| ppyousk |
2011-01-12 21:08 |
光學設(shè)計程序zemax中有個很常用的評測光學系統(tǒng)質(zhì)量的分析工具－spot diagram，中文翻譯就是點圖，借助它可以形象的對光學系統(tǒng)成像進行很好的描述。這里寫下本人對spot diagram的體會和認識。 c`jTdVD
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可以通過多種方式在zemax中顯示點圖，方式一：直接點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。 #tfJ? w`
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點圖的原理是顯示光學系統(tǒng)在IMA面上的成像。換句話說，它就是通過計算，把一系列物方的點通過光學系統(tǒng)以后，成像在IMA面上的情況給實際繪制出來。 s3knh&'zb
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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，比如一個在軸上的點，從無限遠成像到IMA面上，zemax就模擬在無限遠有若干個發(fā)光點，這些點平行射入入瞳，然后經(jīng)過光學系統(tǒng)，最后成像在IMA面上。顯然如果光學系統(tǒng)是完美的光學系統(tǒng)，那么這些點成像點為一個理想的點。 gSv <.fD"
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但對于實際的光學系統(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Spot Diagram。 pKJ[e@E^
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同理，在非軸上點，也可以參照主光線的角度和位置，形成一系列的發(fā)光點，經(jīng)過入瞳最后成像在IMA面上最后也形成一個彌散斑。 s`TBz8QO$
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如何通過spot diagram看光學設(shè)計的質(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）那么你的光學系統(tǒng)就完全可以進行實際的加工了。換句話說，就是你的光學系統(tǒng)已經(jīng)可以設(shè)計完成了。 D"WkD j"M
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如何才知道你的光學系統(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)的時候，該光學系統(tǒng)可以認為是理想（完美）光學系統(tǒng)。這樣當你在spot diagram圖中，在setting菜單中，設(shè)置顯示airy斑。然后發(fā)現(xiàn)你的點圖完全都在airy斑環(huán)之內(nèi)，你就可以認為你的光學系統(tǒng)設(shè)計已經(jīng)完美。 DxD0iJ=W
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但實際上，很少有光學系統(tǒng)，可以滿足符合airy斑直徑的要求。那么說明你的光學系統(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。 l00D|W_ 9
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這些像差在spotdiagram上的表現(xiàn)各不相同。但由于一個光學系統(tǒng)通常是各種像差的混合。因此需要你對spotdiagram的形狀進行判斷。確認是主要是哪種像差，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。 KWY
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