光线像差(光线和光斑)(Ray Aberration (rays and spots))

显示光线像差随光瞳坐标变化的函数图。







绘图比例(Plot Scale) 设置绘图的最大垂直比例尺。光扇图的最大缩放是以微米为单位,光程差图的最大缩放是以波数为单位,光瞳像差图的最大缩放是以百分比为单位。此设置将覆盖图形缩放的自动选择值。输入零则为自动缩放。

光线数(Number of Rays) 在原始图形每一侧追迹的光线数量。

波长(Wavelength) 计算中使用的波长编号。

视场(Field) 计算中使用的视场编号。

子午(Tangential) 选择用于绘制子午光扇图的像差分量。由于子午光扇图随y光瞳坐标变化,因此默认为绘制像差的y分量。

弧矢(Sagittal) 选择用于绘制弧矢光扇图的像差分量。由于弧矢光扇图随x光瞳坐标变化,因此默认为绘制像差的x分量。

使用虚线(Use Dashes) 选择实线或虚线以区分不同的曲线。

检查孔径(Check Apertures) 选择是否检查光线通过所有表面孔径。如果选中,将不会绘制未穿过表面孔径的光线。如果取消选中,则在Z轴上画一条额外的水平线,表示光圈未被检查,且光线穿过整个区域。

渐晕光瞳(Vignetted Pupil) 如果选中,光瞳轴将根据未渐晕光瞳进行缩放,此时此数据将反映系统中的渐晕情况。如果取消选中,则光瞳轴将缩放至存在渐晕的光瞳。

表面(Surface) 选择要评估的光扇所位于的表面。此选项对评估中间图像十分有用。请参阅下文"在中间面上的结果评估(Evaluating results at intermediate surfaces)"。

详述(Discussion)

子午光扇图可显示随光线y光瞳坐标变化的垂轴像差的x或y分量。默认选项为绘制像差的y分量。但是,由于垂轴像差为矢量,因此这并不能完全描述像差。OpticStudio在绘制y分量时,图中标记为EY,绘制像差的x分量时,图中标记为EX。

图形底部显示纵轴比例尺。被描绘的数据是光线与表面交点坐标和主光线与表面交点坐标之间的差值。子午光扇是随y光瞳坐标变化时的光线(与表面交点处)x或y坐标与主波长主光线(与表面交点处)x或y坐标之间的差值图。弧矢光扇是随x光瞳坐标变化时的光线x或y坐标与主光线x或y坐标之间的差值图。每张图的横轴比例尺都是归一化的入瞳坐标,可以为PX或PY。

如果显示"所有"波长,则绘图将参考主波长主光线。如果是单波长,则将使用选定波长的主光线作为参考。因此,在单波长和多波长显示之间切换时,非主波长的数据通常会发生变化。

由于光线像差为矢量,同时包含x和y分量,因此光线像差扇形图并不能完全描述像差,尤其在像面发生旋转或系统以其它方式进行非旋转对称时更是如此。同样,光扇代表的只是沿两"薄片"到达光瞳的光束而不是在整个入瞳上的像差。光线光扇图的主要目的是确定系统中存在何种像差;不能完全描述系统性能,尤其对于非旋转对称性的系统更是如此。

在中间面上的结果评估

OpticStudio 运用假设来计算除像面之外的中间面分析结果。这些假设适用于大部分情况,但在某些情况下,此处描述的用于分析中间面的方法可能并不适用,包括需要进行光线瞄准的系统。出于分析目的,所有对所描述透镜的更改,都是在拷贝原始镜头数据基础上进行的,因此原始镜头数据不会有任何变化。

如果视场类型为实际像高或近轴像高,则针对无限或有限共轭系统的视场类型将分别更改为视场角或物高。在对未更改的系统进行计算时,视场角与高度分别对应于主波长主光线视场角和高度。

如果所选的中间面在光阑面之前,则OpticStudio将移动光阑面移至现有表面1之前的虚拟空间(可能为发散空间)。除非系统孔径的定义为物方数值孔径或锥角,否则系统孔径将更改为入瞳直径,且孔径值被设置为等于针对原来光阑位置计算得到的原始近轴入瞳直径。请注意,此假设可能并不适用于需要进行光线瞄准的系统。如果选定的表面在光阑面之后,则不对系统孔径或光阑面定义进行任何更改。

然后删除在选定面之后的表面。新像面的玻璃设定与选定面的玻璃设定相同。

如果光线从指定表面折射后是聚集于焦点上,那么大多数分析功能对于有焦模式系统的结果计算更有用。例如,仅当在该表面的(可能是虚拟的)焦点处测量OPD时,OPD图通常是有用的诊断工具。其它需要形成临时像面的功能包括PSF、MTF和衍射圈入能量。对于这些需要使用临时像面的功能,新像面将设定为标准平面。选定面的厚度将进行近轴边缘光线高度求解,以便使新像面放在选定面的近轴焦点处。然后在此新创建的中间像面处继续进行分析计算。请注意,相应的计算分析是在光线通过选定面折射后形成的近轴焦点处进行的。如果中间系统处于无焦模式,则不执行这种近轴焦点的转换。

有关无焦模式的更多信息,请参阅系统选项中孔径部分的"无焦像空间"。

针对其他一些分析功能,不另做调整使光线聚焦在新像面上而直接在中间面上进行数据评估,其分析结果会更有用。这些功能包括各种点列图、光迹分析、几何圈入能量、线/边缘扩展函数和扩展光源圈入能量。

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