像散 zemax示例（基本概念、子午面弧矢面）

2024-06-05 08:43:12

1、基本概念

1、像散（astigmatism）概念：轴外物点的光束在通过光学系统后，在子午面和弧矢面上的光斑不重合，从而产生弥散斑。在子午和弧矢方向上的光程差不相等，使得两个方向的光斑分离。

类似于人眼的散光：由于在上下和左右方向的弯曲不同，导致成像时清晰度不一致。

子午面和弧矢面：凡是过光瞳y轴的所有光束剖面均称为子午面；凡是过光瞳x轴的光束剖面均称为弧矢剖面。

2、zemax举例（ASTI）

打开zemax自带示例，Cooke 40 Degree fild

3d图

光斑图：非旋转对称，带椭圆特征

具体可以来看看像散的效果：

选择某一个视场，在设置中的光线样式分别选择y扇形和x扇形，结果如下:

y扇形展示了子午面的光线效果，x展示了弧矢面的光线效果图，可见在聚焦情况完全不一致，左图已经聚焦，右图还没聚焦。

从光线像差图来说，Px和Py像差曲线不一致，说明系统存在像散。

优化方法：

可以使用评价函数直接优化像散大小，操作数ASTI。

由于像散是轴外视场物点的不完美性造成的，可以通过调整光阑的位置来减小像散影响。通常光视场光阑远离镜头组时像散会减小。最常用的方法是使用对称结构系统。

另外，可使用远离视场光阑的非球面透镜校正外视场像差。

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