场曲 zemax示例（概念、校正）

2024-06-11 16:18:59

1、基本概念

场曲：Field Curv，即像场弯曲，只平面物体通过透镜系统后，所有平面物点聚焦后的像面不与理想像平面重合，而是一个弯曲的曲面。虽然每个物点通过透镜都能形成一个清晰的点。

注意：场曲并不是指像是弯曲的，而是物体成像后的最佳焦点的集合面试弯曲的。像平面是平面时，看到的像是一种清晰度渐变的效果。如果看到实际像面是弯曲的，是畸变。

2、zemax 示例

设计一个简单的单透镜，EFFL：100，F/#：5，FOV(半视场)：20，材料：K9。

可知，入瞳直径20mm（EPD = EFFL / F/#）

曲率半径选择F数，厚度选择边缘光线高度。

从光束的聚焦效果来看，最佳聚焦点在一个曲面上，像面上的像由清晰到模糊。对于一个单透镜，场曲是固定的必然存在的，称为匹兹万场曲。场曲弯曲半径近似为透镜焦距的2倍。

(弧矢面(S)：Sagittal surface 切线面(T)：Tangential surface 子午面(M)：meridian plane )

通过分析-杂项-场曲/畸变可得上图，可知在子午方向和弧矢方向的场曲。

场曲和畸变的区别：中心区域很清晰，边缘区域模糊；边缘和中心都很清晰，畸变不影响成像的清晰度，只改变像的形状。

场曲的校正方法：
1、通过添加一个光阑，如图

从3d图上看效果明显好了很多。

2、可以通过对称结构来减小场曲，如在单透镜前加一个单透镜

3、使用匹兹万镜头形式消场曲，即将最后的透镜面设计为凹透镜，来校正场曲。

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