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建立“傻瓜”评价函数时,一般选择反映像质的“总体”指标,如弥散圆或波像差等,并且要做如下考虑:
选择像质评价指标的RMS值还是Peak to Valley (PTV) ?
使用波像差(Wavefront),还是点列图(弥散圆)(即Spot Radius, Spot X,Spot Y, Spot X+Y)?
像质指标的零点在哪里?
选择哪种光瞳细分方式(Pupil Integration Method)?
图2.1中内容有四块,第一为“Optimization Function Reference”,具有“RMS/PTV、Wavefront/Spot、Centroid/Chief Ray/Mean”等选项;第二为“Pupil Integration Method”,选择入瞳面细分方法;第三块为“Thickness Boundary Values”,定义边界条件;第四块为评价函数有关的其他辅助选项。
RMS或PTV
RMS是Root-Mean-Square的缩写,表示求出均方根偏差;
PTV是Peak-to-Valley,俗称峰谷值。
RMS或PTV
Wavefront是波像差,单位为:波长单位;
Spot X指像面上X,方向的最大垂轴几何像差值,Spot Y类推;
Spot X+Y指像面上X, Y方向的最大弥散,考虑像差的符号。
Centroid / Chief Ray/Mean
Centroid-质心,一般指某一视场的质心(即每一个俗称具有一个质心),尤其适用于波像差构成的评价函数,此时可扣除波差数据中的常数项(Piston),X-Tilt与Y-Tilt。Chief Ray是使用主波长时的主光线时的主光线作为计算基准,这是过去常被使用的计算基准。Mean值平均,仅适用于选取Wavefront来构造评价函数的场合,其与Centroid的差别,是仅从波差数据中扣除常数项(相当于Mean Wavefront),但不扣除X-Tilt和Y-Tilt。
Pupil Integration Method
Pupil Integration Method为光瞳积分方法,需要对光瞳(一般指入瞳)进行细分,与某一视场一起,产生充满光学系统入瞳的入射光线。光瞳细分方法具有Gaussian Quadrature方法与Rectangular Array方法。
Gaussian Quadrature为高斯二次积分,简称GQ,用Rings×Arms来定义光线数目,高斯积分方法是诸多方法中需要计算光线数目少,但精度高的一种方法,所以是ZEMAX中的首选方法。Rectangular Array为矩形网格(RA),用Grid(4×4,6×6,8×8,……)形式确定光线数,计算速度慢且精度低。
Thickness Boundary Values
用于定义光学系统中玻璃或空气的最小与最大中心厚度,以及最小边缘厚度,其中玻璃最小与最大中心厚度要根据光学系统中元件的口径按经验或参考文献[2](李林等,《光学设计手册》,北京理工大学出版社,1996.8,第二版)中关于透镜边缘及中心厚度给定。
完成定义后,要注意查看评价函数编辑器中当前光学系统参数的边界条件有无越界,尤其是空气间隙中像距跟普通透镜间隔边界要求不同,要注意区分。 |
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