ZEMAX中像差分析及理解

Z E M A X中像差分析及

理解

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Z E M A X中像差分析及理解1、轴上点球差和轴向色差、轴上点垂轴色差

在ZEMAX的分析菜单中有“longitudinalaberration”项目，实际上就是“轴上点的球差分析”，不过直译过来是“纵向像差”，这实际上是外国人的说法罢了。在这个分析图中，纵轴是“光瞳”，横轴是“像差”值。分析图描述了F、d、C三个描述光波的球差情况，实际上也反映了轴向色差的情况，就是F、C光的数值差。

在“RayAbberation”(横向特性曲线)的0视场分析图中，也反映了轴上点像差和轴向色差的情况。在该分析图中，数值反映的是“在像面上，各个孔径的光线与像面交点的高度与主光线与像面交点高度的差值”。轴上点与其差别为：

其中是几何像差表示的轴上点球差，表示的是横向特性曲线数值，是该对子午光线出射夹角。

轴上点的“垂轴色差”就是“RayAbberation”0视场的F、C光线数据差值。

2、??轴外球差和轴外色差

“RayAbberation”光性特性曲线其他分析图反映的是物面不同高度或者不同视场的“轴外点球差和轴外点色差”，但是都反映的是像面上交点高度的差。需要获得确切的数据值

需要角度之间的转换，这是比较复杂的一件事情。但是，从图上我们可以反映出轴外点球差和色差的大体值，一般而言其数据不会超出一个数量级。

3、??彗差与色彗差

“RayAbberation”不但反映了系统球差和色差的大体情况，而且反映了彗差的情况。按照像差理论，彗差是与孔径和视场都有关的一个像差，主要反映了经过光学系统后与主光线原对称的光线对不再与主光线对称的情形，能量上反映了对于中心点的不对称，也就是“彗尾现象”。

彗差的大体数值可以使用以下方法大体判断。如图。

特性曲线的端点代表代表光线对在像面上的不同交点，连接两点与纵轴有一个交点A，B。A点与原点的距离大体上可以描述该视场下的彗差数值。而AB两点之间的距离表示两种不同波长光之间的“色彗差”。

4、??场曲、畸变和像散、色场曲、色畸变

场曲和畸变是有专门的特性曲线描述的。当然，其中的不同波长之间的场曲差异以及畸变差异就反映了“色场曲”和“色畸变”像差。

至于“像散”，从其定义可以从场曲图中分析出来，主波长光线的“子午场曲和弧矢场曲之差”。ZEMAX描述的场曲为“宽光束场曲”而非“细光束场曲”。

5、??垂轴色差

ZEMAX提供的“LateralColor”直译为“横向色差”，实际上就是垂轴色差。其纵轴是不同视场或者物高，横坐标是垂轴色差的数值。其有两种不同的表述方式，选择“缺省状态”下曲线就是垂轴色差曲线。在“RayAbberation”光线特性曲线中在不同视场图形中，也描述了垂轴色差的趋势。