ray fan
在zemax中有一个重要的分析手段,就是显示ray fan图。显示ray fan可以通过多种方式,比如菜单 analysis-fans-ray aberration显示;也可以通过直接点击在菜单栏目上的Ray按钮。
ray fan表示是光学系统的综合误差。
它的横坐标是光学系统的入瞳标量,因此总是从-1到+1之间。显然0的位置对应就是光轴在入瞳中心的焦点。纵坐标则是针对主光线(发光点直穿光阑中心点的那条光线)在像面上的位置的相对数值。
由于我们在计算光路的时候,通常仅仅考虑两类光线,子午面和弧矢面。这样对于不同的面,就有两种不同rayfan显示。
要概念上理解ray fan图,我们假设有一个薄透镜的光学系统。光阑就在这个薄透镜上。有一个在子午面上的轴外点,发出一束光线射向这个透镜,那么它在子午面的ray fan图将是这样绘制的:
首先,这一束光线会射向光学系统的入瞳(同时也是光阑)上,会在子午面上有一个光束的分布。因此他们每个对应点都将在未来的rayfan图上显示-1到+1的横坐标。显然主光线的位置是光阑的中点,就是0的位置。
然后这一束光线继续穿过光学系统,最后折射到像面上。由于由像差的存在;在像面的子午面上将形成由无数光点形成的光线。(对于理想的光学系统,还是应该形成一个点)
这个线上一定会有一个点,是由主光线形成的。这个点就做为整个像差的参考原点。其他的各个点到这个点的位置差值就是在ray fan中对应于各个横坐标入瞳位置的纵坐标值!
这样,一系列的点就可以在这个下xy的坐标系统中表示出来。只要有足够的点,就能连接绘制一个完整的ray fan图。
这就是ray fan图的含义,它表示的是这个光学系统参照入瞳位置的像差综合值。
需要指出的是:
● 由于有子午和弧矢两个面,因此对于每个视场的ray fan都有两个。一个子午T(对应于PY和EY),和一个弧矢S(对应于PX和EX)
● 又由于系统选择的光线不同,在每个视场的ray fan中可能会显示多个光线的不同ray fan。
● zemax将会给每个视场都绘制一个ray fan图。
ray fan缺省的位置是IMA面位置,缺省的采样点是20个点等等都可以在setting中进行重新设置。
关于rayfan中各种图形的含义,需要设计人员根据光学经验进行判断。
比如S行状的ray fan表示这个系统有球差。多个S行状(蛇行状)的ray fan表示这个系统有高级球差等等

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