全视场像差(Full-Field Aberration)



全视场像差分析将显示全视场下的Zernike系数。如欲了解更多信息，请参阅以下"详述"部分。



视场(Field) 视场采样网格以指定编号的视场为中心。

视场形状(Field Shape) 为矩形(Rectangular)或椭圆(Elliptical)形。如勾选椭圆，不对指定X视场宽度和Y视场宽度定义的椭圆以外的数据进行计算。在下面的示例中，不进行计算的数据用灰色区域表示。



波长(Wavelength) 计算中使用的波长编号。

X视场宽度(X Field Width)和Y视场宽度(Y Field Width) X或Y方向网格采样一半的视场值。单位与当前视场数据编辑器(Field Data Editor)中视场的单位一致，为角度或镜头单位。

如果当前视场数据编辑器中的视场类型为经纬角(Theodolite Angle)，则X/Y视场宽度分别为方位/高度角(Azimuth/Elevation angle)，单位为度。

X视场采样和Y视场采样(X Field Sampling and Y Field Sampling)：在X和Y中分别采样视场点的个数。

分解(Decomposition) 当前只有一个选项，即Zernike项(Zernike Terms)，且波前利用Zernike Standard系数(Zernike Standard Coefficient)分析进行分解。在"Zernike Standard系数"中提供的表格定义了Zernike Standard多项式。将来可能会添加不同的分解选项。

最大项(Maximum Term) 分解时需要考虑的最大项数。可指定的最大项数为231项。

像差(Aberration) 指定视场内所要绘制的像差。可显示离焦、初级像散、初级慧差或指定的Zernike项。使用Z4、Z5、..., Z8代表Zernike项，像差通过以下各式计算：

  • 离焦 = Z4
  • 初级像散：
  • 大小 = sqrt (Z5^2 + Z6^2)
  • 角度 = (1/2)*atan2(y = -Z5 , x = -Z6)
  • 初级彗差：
  • 大小 = sqrt (Z7^2 + Z8^2)
  • 角度 = atan2(y = -Z7 , x = -Z8)

其中，atan2是C语言的库函数，表示(y/x)的反正切值但适用于所有的像散组合。

为什么在像散和慧差角度定义中都包含了负号？

OpticStudio绘制Zernike像差是为了使之"看起来"像（点列图中所展示的）垂轴像差（transverse aberrations）。

垂轴像差是由波前的导数所定义的：

Ex = - (R/n) (dW/dx)

Ey = - (R/n) (dW/dy)

其中R是出瞳到像面的距离，n是像面前介质的折射率，W是波前。角度中的负号就来源于此。

对于像散，负号并不重要，因为其图标绘制成一条线。但是，我们仍旧在角度定义中加入负号，为了使像散与慧差定义保持一致。

对于慧差，负号很重要，因为像差使光线都向一边倾斜。OpticStudio将慧差的图标绘制为"锥角(cone)"，以便与点列图中显示的慧差形状一致。

注意：计算中使用的atan函数是atan2(x,y)，该函数利用了两个变量的符号。

注意：计算中使用的atan函数是atan2(x,y)，该函数利用了两个变量的符号。

光瞳采样(Pupil sampling) 指定系数拟合时使用的光瞳密度。网格尺寸越大越准确，但计算时间会增加。

显示(Display) 可选择绝对值(Absolute)、相对值(Relative)、或平均值(Average)。绝对值显示了没有其它改动的选定像差值。相对值显示了减去所选采样点的平均值之后的选定像差值。平均值显示了选定点的指定像差的平均值。

初级像散和初级慧差是向量（由于是使用不止一个Zernike项来表示），因此对于显示选项为相对值和平均值的响应是不同的。当选择显示为图标以及同时选择像差为向量时，勾选平均值时是对向量中的每一项分别进行平均值计算。同样，相对值的计算也是向量中的每一项减去各自的平均值。例如：如果选择显示的初级像散(Primary Astigmatism)（使用Z5和Z6进行的计算），当选择显示平均值时计算的是使用Z5的平均值和Z6的平均值得到的结果。当选择显示为绝对值时，也是每个采样点的Z5减去Z5的平均值，每个采样点的Z6减去Z6的平均值。

显示为(Show As) 可选择图标(Icons)、灰阶(Grey Scale)、反灰阶(Inverse Grey Scale)、伪彩色(False Color)、反伪色(Inverse False Color)。选择图标可展示像差的大小和方向（如果有方向的话），在注释区显示图标的比例。注意，图标仅显示像差的绝对值。其它的选项可显示像差大小的负值，但不能显示像差的方向。（并不是所有像差信息都包含方位信息。）

详述

全视场像差可用来显示不同视场位置的具体像差。这个分析工具尤其对校正某一视场下含有自由曲面面型系统的像差十分有用。

注意，不对落在视场数据编辑器定义的归一化视场边界之外的采样点数据进行绘制。下面是以"指定视场"点为中心的全视场像差图的示例。



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