赛德尔系数(Seidel Coefficients)





显示(未转换的、垂轴和轴向的)赛德尔以及波前像差系数。



波长(Wavelength) 计算中使用的波长编号。

详述

OpticStudio将计算未转换的赛德尔系数、垂轴、轴向和一些波前系数。赛德尔系数以及整个系统的赛德尔总和将按表面顺序列出。列出的系数包括球差(SPHA, S1)、彗差(COMA, S2)、像散(ASTI, S3)、场曲(FCUR, S4)、畸变(DIST, S5)、轴向色差(CLA, CL)和垂轴色差(CTR, CT)的系数。单位通常与系统选项中的镜头单位相同,但以波数为单位测量的系数除外。

这些计算仅对完全由轴对称球面、圆锥面、二阶或第四阶非球面构成的系统有效,且计算准确。这些系数的计算是通过近轴光线得到的,而对于包含坐标断点面、光栅面、近轴面或其它非径向对称表面的系统,近轴光线不能充分描述整个系统。具体而言,这些计算支持的表面类型有标准面、偶次非球面、奇次非球面、扩展非球面和扩展奇次非球面。

每个表面和系统整体的垂轴像差系数被一一列出。包括垂轴球差(TSPH)、垂轴弧矢慧差(TSCO)、垂轴子午彗差(TTCO)、垂轴像散(TAST)、垂轴Petzval场曲(TPFC)、垂轴弧矢场曲(TSFC)、垂轴子午场曲(TTFC)、垂轴畸变(TDIS)、垂轴轴向色差(TAXC)和垂轴倍率色差(TLAC)的系数。垂轴像差是以系统镜头单位为单位。在光线几乎准直的光学空间中,垂轴像差系数可以很大,这些系数在这些光学空间中几乎没有意义。

Petzval半径是Petzval总和的倒数,定义如下:

其中ni-1和ni分别是表面i之前和表面i之后的折射率。Ri是表面i的曲率半径。nm是像面的折射率。m是像面的表面编号。

在计算Petzval半径时,会将物空间和像空间的折射率的绝对值都考虑进去。此计算中忽略物面和像面半径。

可计算以下轴向像差系数,包括轴向球差(LSPH)、轴向弧矢彗差(LSCO)、轴向子午彗差(LTCO)、轴向像散(LAST)、轴向Petzval场曲(LPFC)、轴向弧矢场曲(LSFC)、轴向子午场曲(LTFC)、轴向畸变(LDIS)、沿轴轴向色差(LAXC)和轴向倍率色差(LLAC)。轴向像差是以系统镜头单位为单位。在光线几乎准直的光学空间中,轴向像差系数可以很大,这些系数在这些光学空间中几乎没有意义。

波前系数包括球差(W040)、慧差(W131)、像散(W222)、Petzval场曲(W220P)、畸变(W311)、轴向色差离焦项(W020)、垂轴色差倾斜项(W111)、弧矢场曲(W220S)、中间场曲(W220M)和子午场曲(W220T)的系数。所有波前系数均以出瞳边缘的波长单位为单位。各种像差系数根据下表相互关联。n’和 u’值分别是系统最后一面的折射率和近轴边缘光线角。有关赛德尔像差系数的含义和公式推导的详述,请参阅Welford 的《Aberrations of Optical Systems》、Smith的《Modern Lens Design》或O' Shea的《Elements of Modern Optical Design》。有关参考书目的列表,请参阅"镜头设计参考(References on Lens Design)"。

名称 赛德尔 描述 横向 轴向

球差

球差

彗差

弧矢
子午
像散
从子午到弧矢焦点

场曲

高斯到Petzval
高斯到弧矢
高斯到中间
高斯到子午

畸变

畸变
轴向色差
已定义的极端波长之间测量的色差(参考所选波长)。
垂轴色差

赛德尔系数很容易与波前像差相关:

S1 = 8 W040

S2 = 2 W131

S3 = 2 W222

S4 = 4 W220 - 2 W222

S5 = 2 W311

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