Zemax相对照度计算问题的讨论

库不酷

Zemax中相对照度的计算服从像方视场角的余弦四次方的规律

假设E_0 为中心像点处的照度，E_ω为像方视场角为ω的像点处照度
则有E_ω=E_0（cosω）^4


为验证该规律，在Zemax中建立一近轴面，首先让孔径光阑紧贴近轴面，设定最大物方半视场角为88°，如下图1所示，此时像方视场角等于物方视场角，查看其相对照度，红色光束对应88°视场角。如下图2所示。再将孔径光阑放置于前焦平面处，形成像方远心，物面各个位置的像方视场角都相等，如图3所示，此时的相对照度如图4所示。以上仿真可验证Zemax中像面相对照度的计算遵从像方视场角余弦四次方的衰减规律。


      图1                   图2                  
       


      图3                             图4

但该公式成立包含一些前提条件：1、出瞳处无像差且照度分布均匀，可将出瞳看朗博体光源。2、物方的任意视场发出的光束不止充满了公共入瞳， 还充满了公共出瞳 。


对于像方远心系统，出瞳处的光束具有明显的方向性，不能将出瞳当作朗博体光源看待，因此实际的像方远心镜头产品的相对照度的实测结果都不可能接近100%，而超广角镜头的光瞳像差一般都很大，也不满足公式成立的条件。


所以Zemax中相对照度的计算公式不够准确，使用非序列模式或tracepro进行能量分布的仿真可得到更为准确的结果

RGX

你这前面刚讲一句对的，又紧接着再讲句错的，如此反复……

莱卡莱卡

ZEMAX照度分析不可靠，用lighttools进行模拟最可靠

赛车手

还有另外的一种方式，即通过光阑面往前计算，进入到系统第一面的物方光源立体角大小，再通过不同孔径入射角度对应的不同透过率关系，最终会得到一个照射到像面上的相对照度分布，当然这只是不算光电探测器镜头部分的照度分析，CRA角度的影响也是另外一个方面，如果把探测器各种定下来，则能够计算到具体的每个探测器面上的照度分布。zemax给出的是理论，基于单透镜的理论分析，一些复杂的系统能够起到借鉴的作用，参考意义很大。但是刨根问底，还是能量多少的问题。

赛车手

光学学报的一篇文章《物镜像面相对照度计算方法研究》这个写的挺细的，感觉不错。

不倒翁-winar

是这样的吗？我看13版的zemax用户手册上关于相对照度的解释是这样的，感觉并不是直接利用余弦四次方进行计算的