点列图和扇形图.PDFVIP

点列图和扇形图 光学系统的像质评价方法 点列图定义  对于实际的光学系统，由于存在像差，一个物点发出的所有光线通 过这个光学系统之后，其与像面的交点不再是一个点，而是一个弥散斑， 称为点列图。通常是以参考光线作为中心，在径向方向等间距的圆周上 均匀取光线。点列图的分布密集状态可用几何最大半径和均方根半径值 两个量来表示。几何半径反映像差最大值，均方根半径值反映了光能的 集中程度。 常用点列图的密集程度衡量光学系 统的成像质量。 点列图 ZEMAX典型系统的点列图  以ZEMAX软件中ZEMAX\Samples\Sequential\Objectives\Double Gauss 28 degree field.zmx为例来分析其点列图。其3D显示图如下图所示： 双高斯结构的3D显示图 点列图分析 如右图所示为所选双高斯系 统的点列图。图中为成像的光线 分布图。如图反映了0度、10度、 14度三个视场内不同光线与像面 交点的分布情况。中间的黑色小 圆圈表示爱里班大小。下方表格 中的数据越小表示成像质量越好。 根据图中分布图形的形状可以了 解几何像差对光学系统的影响。 双高斯系统的点列图  从下方的数据中可以看出，系统的艾里斑半径为：2.135um.0度， 10度和14度三个视场内的最大光斑半径分别为：1+001 µm，2+001 µm和3+001 µm。  三个视场的光斑半径均方根值分别为： 8+000 µm，9+000 µm和1+001 µm。  三个视场下像的坐标分别为： （0 ，0 ），（0 ，17.445），（0 ，24.551 ）  可以通过查看点列图几种色斑的分开程度及形状来分析系统的球差、彗差、像 散、和场曲等多种像差的情况。  此例子中，1）0视场情况下，色斑的分开程度较大，说明球差和色球差比较大；  2 ）在10度和14度的视场下，光斑在子午方向的上下明显不对称，分布有较大 的差异，说明存在在明显的彗差特征，且子午彗差相对较大。  3 ）在10度和14度视场下，光斑的子午方向和弧矢方向形状分布不同，说明存 在像散。  4 ）在14度视场情况下，蓝光偏离像点较远，说明存在较为明显的场曲，且弧 矢场曲相对较大。 扇形图定义  扇形图是反映光线像差关于孔径坐标的函数。可以作为一种 衡量光学系统成像质量的方法。 扇形图 典型系统的扇形图分析 同样以ZEMAX软件中 ZEMAX\Samples\Sequential\Objecti ves\Double Gauss 28 degree field.zmx为例来分析。 如左图所示，反映了像面 上的Ray Fan 。显示了0.486um 、 0.588um和0.656um三种波长，0 度、10度和14度三个视场下的