求助！！！关于Zemax操作数LINV（光学不变量或者叫拉格朗日不变量）

Francisl7c

之前帖子发错了板块，现重新发一下  谢谢！！！
最近在学习赛德尔像差系数，其中结果报告中的光学不变量这一结果一直无法通过自己计算对标得到，求助大家帮忙分析一下。

光学不变量其计算操作数是LINV，手册中的解释为：拉格朗日不变量。Wave定义的波长下，以镜头单位为单位的系统拉格朗日不变量（Lagrange invariant）。使用近轴边缘光线和近轴主光线的数据来计算该值。
结合公式LG=n'*(Ym*Uc - Yc*Um)，我利用zemax的光线追迹获得上述主光线、边缘光线的近轴Y和U值，其中，Y值是光线追迹中的Y-坐标，U值是追迹中的Y-余弦/Z-余弦，结果却发现，当计算波长和主波长相等时，结果能对标的上，当计算波长和主波长不相等时，结果出现错误。希望能得到大家的指点。谢谢了！！！

zzz在路上

不同波长的拉格朗日不变量不一定一样的，这个差异有可能是不同波长光阑瞄准的时有很小的色差导致的，不同波长的Ym和Uc不同。拉格朗日不变量有两个意义：1.用处在于校核同一波长下，依次追迹后的数据准确性，起到校核作用；2.拉格朗日不变量其实本质是能量守恒或者光学扩展量守恒，可以通过这个公式简单推算客户的要求是否合理，理论上能否实现。这两个意义都是针对单波长来说的，很少不同波长去比较。

Francisl7c

zzz在路上 发表于 2021-11-3 10:27
不同波长的拉格朗日不变量不一定一样的，这个差异有可能是不同波长光阑瞄准的时有很小的色差导致的，不同波 ...

谢谢您的回复。
您说的对的，同一个系统，不同波长下的拉格朗日不变量是不一样（zemax中的操作数LINV就能体现出来这种差异）。我也发现了这个问题，您的回答让我大概知道了产生这种差异的原因。您提到的“不同波长的Ym和Uc不同”我在计算过程中也是注意到了这一点，我写了一个宏来对比计算公式和操作数LINV的结果，如下所示。分别选取了两个公式来计算光学不变量，分别为，公式1：n_img*(Ym*Uc_img - Yc*Um_img)      公式2：n_obj*(Ym*Uc_obj - Yc*Um_obj)，然后与直接调用操作数LINV来对比结果。



可以从结果看出来，系统一共有三个波长，波长２为主波长，利用两个公式计算的结果，不管计算波长是多少，结果都是一样的，而操作数LINV计算结果，计算波长不同时，结果也不一样。所以现在怀疑是不是这两个公式有点问题，或者说，您是否清楚操作数LINV的计算方法呢？谢谢！
我把zmx和宏文件都上传上来，求助大家！谢谢了！

Francisl7c

不好意思，我刚开始发错了板块，在求助板块又发了一次，下次不会这样了 抱歉@雇人思乡

zzz在路上

应该是不同波长不变量本来就不应该一样，不同波长镜片焦距都不一样了，也就是不同波长镜头的光圈*视场乘积是不同的，不变量应该不一样。
看zemax的数据，操作数能和赛德尔像差的输出结果对的上，但赛德尔像差报告里面的Um、Uc与近轴光线追迹数据对不上，有点诡异。

Francisl7c

zzz在路上 发表于 2021-11-3 16:05
应该是不同波长不变量本来就不应该一样，不同波长镜片焦距都不一样了，也就是不同波长镜头的光圈*视场乘积 ...

赛德尔像差输出结果报告中的主光线边缘光线的斜率是能和近轴追迹结果对上的。物方的斜率是用第一个面的Y-余弦/Z-余弦得到，像方的是用最后一个面的两个斜率相除得到的。
所以目前按照能查阅到的计算光学不变量的公式来看，结果是和zemax有出入的。
不知道zemax的LINV操作数是怎么计算的。恼火

Francisl7c

zzz在路上 发表于 2021-11-3 16:05
应该是不同波长不变量本来就不应该一样，不同波长镜片焦距都不一样了，也就是不同波长镜头的光圈*视场乘积 ...

就像您说的“应该是不同波长不变量本来就不应该一样，不同波长镜片焦距都不一样了，也就是不同波长镜头的光圈*视场乘积是不同的，不变量应该不一样。”  我觉得即便是不同波长导致某些量变化了，按照zemax本身的光线追迹方法去计算追迹，在追迹结果中都已经体现出来了，就是体现在光线与各面交点，与各面交点斜率这些数值上面了。但是按照相关计算公式计算却和他的操作数有出入。不懂

zzz在路上

Francisl7c 发表于 2021-11-3 16:30
就像您说的“应该是不同波长不变量本来就不应该一样，不同波长镜片焦距都不一样了，也就是不同波长镜头的 ...

我不会用zemax宏，粗看了下你的追迹公式都是波长1的，不知道前面有没有单独设置波长的命令。

Francisl7c

zzz在路上 发表于 2021-11-3 18:08
我不会用zemax宏，粗看了下你的追迹公式都是波长1的，不知道前面有没有单独设置波长的命令。

每次计算之前都会让用户输入待计算波长的，上面回复中有三张截图，每一张是输入不同计算波长计算得到的结果