像差(分类优化操作数)(Aberrations (optimization operands by category))

相差操作数
ABCD、ANAC、ANAR、ANAX、ANAY、ANCX、 ANCY、ASTI、AXCL、BIOC、BIOD、 BSER、COMA、DIMX、DISA、DISC、DISG、DIST、FCGS、FCGT、FCUR、LACL、LONA、OPDC、OPDM、OPDX、OSCD、PETC、PETZ、RSCE、RSCH、RSRE、RSRH、RWCE、RWCH、RWRE、RWRH、SMIA、SPCH、SPHA、TRAC、TRAD、TRAE、TRAI、TRAR、TRAX、TRAY、TRCX、TRCY、ZERN
名称 描述
ABCD ABCD值,是网格畸变功能中用来计算广义畸变的。参见"网格畸变(Grid Distortion)"。参考的视场序号由Ref Fld定义。波长序号由Wave定义。Data为0时代表A,1时代表B,2时代表C,3时代表D。也可参见"DISA"。
ANAC

质心角像差。像空间在Wave定义的波长上测得的径向角像差,参考为质心。该量定义如下:

其中l和m是光线的x和y方向余弦,下标c表示质心。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

ANAR

主光线角像差。像空间在Wave定义的波长上测量的径向角像差,参考主波长主光线。该数定义如下:

其中l和m是光线的x和y方向余弦,下标c表示主光线。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

ANAX

x方向主光线角像差。像空间在Wave 定义的波长上测得的x方向的角像差,与主波长主光线相关。该数定义如下:

其中l是光线的x方向余弦,下标c表示主光线。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

ANAY

y方向主光线角像差。像空间在Wave定义的波长上测得的y方向的角像差,与主波长主光线相关。该数定义如下:

其中m是光线的y方向余弦,下标c表示主光线。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

ANCX

x方向质心角像差。像空间在Wave定义的波长上 测量的x方向角像差,参考质心。该数定义如下:

其中l是光线的x方向余弦,下标c表示质心。ANCX与TRAC有相同的限制条件,详细讨论见TRAC。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

ANCY

y方向质心角像差。像空间在Wave定义的波长上 测量的y方向角像差,参考质心。该数定义如下:

其中m是光线的y方向余弦,下标c表示质心。ANCY与TRAC有相同的限制条件,详细讨论见TRAC。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

ASTI Wave定义的波长下,Surf定义的表面所产生的像散。如果Surf为零,则计算系统各个表面的像散和。它是用赛德尔系数计算的三阶像散,不适用于非近轴系统
AXCL

轴向色差。对有焦系统按镜头单位量度,对无焦系统按屈光度量度。它是由Wave1Wave2定义的两个波长对应的像的间距。如果Zone为零,近轴光线用于确定近轴像位置。如果Zone大于0,并且小于或等于1 ,就用真实边缘光线确定像的位置。在这种情况下,Zone对应真实边缘光线的Py坐标。

参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

BIOC

双目收敛度。以毫弧度为单位的双目结构收敛,左右眼的结构用LeftRight的值来表示。其它的参数如下:

波长(Wave):要使用的波长编号。

UseCos:如果为0则表示视场单位是角度,否则视场单位为方向余弦。

Xang/Yang:用于计算X向和Y向的收敛角或角的余弦值。

如果来自两个结构成指定角的主光线在没有渐晕的情况下没有通过系统成像,会出现错误提示。参见"发散度/收敛度(Divergence/Convergence)",了解更多信息和重要假设。

BIOD 双目发散度。以毫弧度为单位的双眼发散度。详见上面的BIOC。
BSER 瞄准误差。瞄准误差定义为轴上视场主光线的径向坐标与Wave定义的波长除以有效焦距。这个定义衍生出一种测量像的角误差的方法。
COMA 彗差。在Wave定义的波长下,由Surf定义的面引 起的以波长表示的彗差。如果Surf为零,则计算系统各个表面的像散和。它是由德尔系数计算的三阶彗差,对非近轴系统无效。
DIMX

最大畸变。这是畸变绝对值的上限。DIMX的计算方法类似于DISG,但与基于赛德尔系数计算的DIST不同。Field可以是0,它指定使用的最大视场的坐标,或任何有效的视场数。注意:最大畸变并不总是发生在最大的视场坐标处。DIMX这个操作数只追迹主光线(Px = Py = 0),因此Px和Py不需要用户定义。参考视场是轴上视场点(Hx = Hy = 0),即使光学系统没有定义视场点。更多信息参见"DISG"。

畸变在由Wave定义的波长上计算可得。

如果Absolute为0,返回值的单位是百分比。如果Absolute为1,畸变作为一个绝对长度给出而不是百分比。

对于非旋转对称系统,该操作数可能不是有效的。

DISA ABCD畸变。这个操作数计算由Wave定义的波长上的主光线,相对于参考视场(Ref Fld)在径向X或Y方向的畸变。Data是0表示径向畸变,1表示X方向畸变,2表示Y方向畸变。这个畸变是通过Field定义的视场点处的主光线计算得到的。ABCD值由用户定义。这个畸变的计算方式类似于网格畸变功能的算法(参见"网格畸变(Grid Distortion)")。这个操作数和DISG的关键区别在于ABCD的值是由用户自己定义的。参见"ABCD"和"DISG"。
DISC

校准畸变。该操作数计算由Wave定义的波长的y视场的校准y-field畸变,并返回根据f-theta线性条件计算得到的最大畸变的绝对值。

如果Absolute为0,返回值的单位是百分比。如果Absolute为1,畸变作为一个绝对长度给出而不是百分比。这个操作数对设计f-theta镜头很有帮助。

DISG

广义畸变。以百分数或绝对距离为单位。该操作数计算在Wave定义的波长上任意视场,任意光瞳处的任意光线的畸变,使用由Field定义的视场点作为参考。所用的方法和假设与网格畸变图相同,见"网格畸变(Grid Distortion)"。如果场单位是角度而且最大角等于或大于90度,不能计算DISG。DISG假定预定的放大率不是对称的。

如果视场是以角度定义,则归一化视场坐标Hx和Hy与其它OpticStudio的功能会有不同的定义。

H=θ/θM

是相对于参考视场主光线的角度,而θM则是最大的视场角(参见"最大视场(Maximum Field) ")。

如果Wave是一个正数,DISG以百分数返回畸变。如果Wave是一个负数,Wave的绝对值用于定义波长且返回畸变的绝对长度而不是百分数。

对于所有的畸变概念,避免混淆以及误导的最好方法是使用有限远的物体和有限的物高,而不是 用视场角来定义视场。

参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

DIST

三阶畸变。在由Wave定义的波长上,由Surf定义的的面引起的用单位波长表示的畸变量,由赛德尔系数计算出来(见"赛德尔系数(Seidel Coefficients)",且对非近轴系统无效。

如果Surf为零,畸变就以百分数给出(详细定义参 见"场曲/畸变")")。

如果Absolute被设为1,并且面序号为零,畸变以绝对长度给出而不是百分数。

参见DISG。

FCGS

广义弧矢场曲。Wave定义的波长上计算任何视场点的场曲值。即使是非旋转对称系统,也能得到合理的数值。参见"场曲/畸变(Field Curvature/Distortion)"。

参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

FCGT 广义子午场曲。参见FCGS。
FCUR 场曲。在Wave定义的波长,由Surf定义的面所产生的场曲,用单位波长表示。如果Surf为零,则计算系统各个表面的像散和。这是由赛德尔系数计算的三阶场曲,对非近轴系统无效。
LACL 垂轴色差。对有焦系统,这是 MinwMaxw定义的两个极限波长下主光线交点之间y方向距离,按镜头单位测量。对于无焦系统,以无焦模式单位表示的是MinwMaxw定义的两个极限波长下主光线之间的夹角。
LONA

轴向像差。对有焦系统按镜头单位测量,对无焦系统按屈光度测量。这是当前Wave定义波长下的像到光瞳Zone定义的像面的离焦量。如果Zone为零,近轴光线用于确定近轴像位置。如果Zone大于0,并且小于或等于1 ,就用真实边缘光线确定像的位置。在这种情况下,Zone对应真实边缘光线的Py坐标。

参见AXCL。

OPDC 相对主光线光程差。Wave定义的波长下,光线相对主光线的光程差,用单位波长表示。参见"Hx、Hy、Px和Py"。
OPDM 光程差。Wave定义的波长下,相对于整个光瞳上光程差平均值的光程差。OPDM与TRAC有相同的限制条件,详细讨论见TRAC。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。
OPDX

光程差。Wave定义的波长下,相对于整个去除倾 斜的光瞳上光程差平均值的光程差。OPDX与TRAC有相同的限制条件,详细讨论见TRAC。

参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

OSCD 违正弦条件。在Wave定义的波长下,违正弦条件(OSC)有两种定义。第一种定义如Welford在《Aberrations of Optical System》书中所描述的(参见"镜头设计参考(References on Lens Design)")。这个定义适用于Zone为零的情况。由Roland Shack教授提出的另一种定义支持将OSC作为光瞳函数进行计算,并只使用真实光线。这个定义适用于Zone非零的情况。在这种情况下,Zone对应真实边缘光线的Py坐标。当Zone对应这两种定义都是1.0时,两种定义方法对带有适当F/#和像差的系统会给出相似的结果。这个操作数对非轴对称系统没有意义。
PETC Wave在Wave定义的波长下的Petzval曲率,用镜头单位倒数作为单位。对非近轴系统无效。
PETZ Wave定义的波长下,Petzval曲率半径,以镜头单位为单位。对非近轴系统无效。
RSCE 参考几何像质心的RMS光斑半径,以镜头单位为单位。该操作数使用一个高斯求积的方法,该法对带有非渐晕圆形光瞳的系统是精确的。Ring用于指定的追迹光线环的数目上。如果Wave为0,就 会进行多波长加权计算,否则,就用指定的波长 计算。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。
RSCH 参考主光线的RMS点光斑半径,以镜头单位为单位。该操作数使用一个高斯求积的方法,该法对带有非渐晕圆形光瞳的系统是精确的。Ring用于指定的追迹光线环的数目上。如果Wave为0,就 会进行多波长加权计算,否则,就用指定的波长 计算。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。
RSRE 参考几何像质心的RMS光斑半径,以镜头单位为单位。该操作数使用一个矩形栅格光线计算RMS。该操作数考虑渐晕。如果Samp值是n,为n将在每个光瞳区上追迹n x n个栅格。如果Wave为0,就 会进行多波长加权计算,否则,就用指定的波长 计算。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。
RSRH 参考主光线的RMS点光斑半径,以镜头单位为单位。该操作数使用一个矩形栅格光线计算RMS。该操作数考虑渐晕。如果Samp值是n,为n将在每个光瞳区上追迹n x n个栅格。如果Wave为0,就 会进行多波长加权计算,否则,就用指定的波长 计算。参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。
RWCE

RMS波前差,参考质心,以镜头单位为单位。该操作数使用一个高斯求积的方法,该法对带有非渐晕圆形光瞳的系统是精确的。Ring用于指定的追迹光线环的数目上。如果Wave为0,就 会进行多波长加权计算,否则,就用指定的波长 计算。

参见"Hx、Hy、Px和Py",以及"优化参考指南"。

RWCH

RMS波前差,参考主光线,以波长为单位。该操作数使用一个高斯求积的方法,该法对带有非渐晕圆形光瞳的系统是精确的。Ring用于指定的追迹光线环的数目上。如果Wave为0,就 会进行多波长加权计算,否则,就用指定的波长 计算。

参见"Hx、Hy、Px和Py",以及"优化参考指南"。

RWRE

RMS波前差,参考质心,以镜头单位为单位。该操作数使用一个矩形栅格光线计算RMS。该操作数考虑渐晕。如果Samp值是n,为n将在每个光瞳区上追迹n x n个栅格。如果Wave为0,就 会进行多波长加权计算,否则,就用指定的波长 计算。

参见"Hx、Hy、Px和Py",以及"优化参考指南"。

RWRH

RMS波前差,参考主光线,以波长为单位。该操作数使用一个矩形栅格光线计算RMS。该操作数考虑渐晕。如果Samp值是n,为n将在每个光瞳区上追迹n x n个栅格。如果Wave为0,就 会进行多波长加权计算,否则,就用指定的波长 计算。

参见"Hx、Hy、Px和Py",以及"优化参考指南"。

SMIA SMIA-TV畸变。Field定义的视场是畸变为零时的参考视场,其值为0时表示参考视场点为(0,0)。Wave用来定义参考波长,其值为0时则参考主波长。X-WidthY-Width是视场定义的全视场。详细信息参见"SMIA-TV畸变(SMIA-TV Distortion)"。
SPCH

色球差,单位是镜头单位。这是MinwMaxw定义的两个极值波长的实际边缘轴向色差与近轴光线的轴向色差的差值,这个距离是沿Z轴测量的。Zone定义了计算实际边缘轴向色差所处的光瞳带。Zone实际边缘光线坐标的Py值有关。

此操作数不适用于非近轴系统。

SPHA Wave定义的波长上由Surf定义的面引起的球差,用单位波长表示。如果Surf为零,则计算系统各个表面的像散和。这是用赛德系数计算的三阶球面像差,对非近轴系统无效。 
TRAC

Wave定义的波长下,在像平面上测量的径向垂轴像差,参考质心。与其它大多数操作数不同的是,TRAC的正确工作方式严格取决于其它TRAC操作数在评价函数编辑器(Merit Function Editor)中的位置。TRAC操作数必须将视场和波长组合在一起。 OpticStudio 一起追迹具有共同视场点的所有TRAC光线,然后使用这些数据计算所有光线的质心。然后以计算得到的质心为参考点,独立计算每条光线的垂轴像差。该操作数只能通过序列模式评价函数工具(Sequential Merit Function tool)输入到评价函数编辑器,并且不推荐用户直接使用这一操作数。

参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

TRAD 仅TRAR的x分量。TRAD与TRAC有相同的限制条件,详细讨论见TRAC。
TRAE 仅TRAR的y分量。TRAE与TRAC有相同的限制条件,详细讨论见TRAC。
TRAI

径向主光线垂轴像差。在Wave定义的波长下,在Surf定义的面上测量的横向像差,参考主光线。与TRAR相似,但是它可以指定一个面而不是仅针对像面。

参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

TRAR

径向垂轴像差。在Wave定义的波长下,在像空间测得的径向垂轴像差,参考主光线。参见ANAR。

参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

TRAX

x方向垂轴像差。在Wave定义的波长下,在像空间测得的x方向垂轴像差,参考主光线。

参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

TRAY

y方向垂轴像差。在Wave定义的波长下,在像空间测得的y方向垂轴像差,参考主光线。

参见"Hx、Hy、Px和Py(Hx, Hy, Px, and Py)"。

TRCX x方向垂轴像差。像空间测得的X方向垂轴像差,参考质心。TRCX与TRAC有相同的限制条件,详细讨论见TRAC。
TRCY y方向垂轴像差。像空间测得的y方向垂轴像差,参考质心。TRCY与TRAC有相同的限制条件,详细讨论见TRAC。
ZERN

Zernike Fringe系数。系数如下:项(Term):Zernike项序号(fringe项序号为1-37,standard或annular项序号为1-231)。Term值,如果为负或零,也可以用来返回其它Zernike拟合数据,如下所示:

-8:光程差峰值到谷值(参考质心)-7:光程差峰值到谷值(参考主光线)-6:RMS参考零参考值(OpticStudio不使用)-5:RMS参考主光线-4:RMS参考质心-3:方差-2:斯特利尔比-1:RMS拟合误差0:最大单点拟合误差

波长(Wave):波长编号。采样(Samp):光瞳采样,其中1生成32 x 32,2生成64 x 64等。视场(Field):视场编号。类型(Type):Zernike类型(0表示fringe,1表示standard,2表示annular)。Epsilon:遮阑比率(只用于annular系数)。顶点(Vertex?):如果为1,光程差就是以面顶点为参考点。如果为0,光程差就是以主光线为参考。

注意:如果使用多个只是 Term值不同的ZERN操作数,它们应该放置在编辑器的相邻行中,以便OpticStudio只做一个拟合,否则,计算速度会减慢。即使只求一个系数,在拟合过程中始终使用多个Zernike项。计算中使用的最大term 值取决于TypeTerm设置。所有类型使用的最小Term值为11。这意味着仅当Term值设置为大于或等于11时有效。如果Type是standard或annular时,则计算的最大Term值是被设置的等于任何相邻ZERN操作数中的Term值。

请注意,有时可能会出现"ZERN错误"消息,这通常是由于RAM不足或OpticStudio无法计算OPD所造成的。还有一些其它情况可能导致此错误消息。如果您认为上述原因都不适合您的情况,请联系技术支持。

下一部分: