同一个离轴反射系统在zemax中可能出现多个有效焦距

第六空间

我近期在计算有效zemax有效焦距时发现同样的一个系统，在zemax中通过不同的镜头数据设置方法，得到的有效焦距不一样。

1.  下面的3个zemax文件表示的是同一个光学系统，球面曲率半径一致，主镜中心点到次镜中心点的距离为-250.027，次镜中心点到像面的距离为155.781，工作F/#为3.14219。（工作F/#是根据实际光线追迹得到的，所以一样）

2.  有效焦距是用入瞳直径和像空间F/#相乘得到的（可通过zemax系统数据报告验证），像空间F/#是通过近轴光线追迹得到。

3.  计算离轴反射系统有效焦距时，zemax是通过近轴光线理论计算一个等效同轴反射系统的有效焦距，而等效同轴系统的镜间距依赖于离轴反射在zemax中镜头数据里的厚度参数（已通过编程验证）

所以现在就有一个问题，如果到了要写论文的时候，焦距应该写哪一个？

Qzc157

次镜的参数不一样啊，有效焦距当然不一样

第六空间

Qzc157 发表于 2022-3-11 15:54
次镜的参数不一样啊，有效焦距当然不一样

1.  三个文件的厚度参数不一样，zemax在计算有效焦距时等效的同轴系统不一样，得到的有效焦距也就不一样。但我在提问时也说了，这三个文件所描述的是同一个光学系统，那以后写论文时也不能说因为zemax系统数据设置的方式不一样，焦距也不一样。

2.  至于三个文件描述的是不是同一光学系统，可以用我下面放的三幅图片得以证明。在3个文件描述的系统中，曲率半径相同，主镜中心点到次镜中心点的距离和次镜中心点到像面的距离相同，工作F/#相同，这样一个光学系统的唯一性也就确定了。（2、3文件的厚度参数是我通过文件1的数据推出来的，所以肯定是一个光学系统）

3.  三个文件厚度参数不一样，是因为我在设置反射镜倾斜和偏心的方式不一样，可以在图片中看到。设置反射镜倾斜和偏心的方式不同，为了得到相同的
主镜中心点到次镜中心点的距离和次镜中心点到像面的距离，厚度参数自然不一样。

新生活1992

我要是你会选择两种处理方式：
1、论文里不写焦距，只写F数。
2、列个表格，把相同工作F数对应的这些焦距和厚度都都列出来
看你论文目的是什么，仅供参考，希望对你有帮助。

第六空间

可是我在知网上看到很多离轴光学系统设计的论文都会把系统的焦距写出来，而且是只提到了焦距，没说是有效焦距。所以我就想知道那些离轴光学系统设计论文里提到的焦距是怎么算出来的？是不是zemax里的有效焦距？

另外，很多离轴光学系统设计论文里也是提到了F数，但是也没说是工作F数还是像空间F数。有效焦距是根据像空间F数计算得到的，但是工作F数是根据实际的光线得到的。如果论文里写的焦距是有效焦距，F数是工作F数，那感觉不就是很怪吗？一个是因为有效焦距和工作F数没有关系，还有就像我这篇帖子里说的，在zemax里离轴系统的有效焦距是不太准的，但工作F数是一定的。

还是说在zemax里有别的什么参数可以唯一表示离轴系统的焦距？

第六空间

请问有人能回答一下吗？

wuweichen

第六空间 发表于 2022-3-12 11:14
可是我在知网上看到很多离轴光学系统设计的论文都会把系统的焦距写出来，而且是只提到了焦距，没说是有效焦 ...

在畸变不大的情况下，离轴系统计算焦距一般是通过像高随视场角的变化来确定的，也就是h=f tanw这个公式来确定焦距，可以用最大视场角所对应的像高除以tanw来得到焦距，优化时也是经常也是通过控制像高来控制焦距。

zsj123456

zemax的EFFL有效焦距针对近轴系统，离轴的话不准，建议用工作F数乘入瞳直径。顺便问下怎么用一结构推二三的啊。

琢磨了下，大致明白了。感觉楼主坐标断点用的很好，也很有耐心算数据。我也更明白了，学习了不少。
建议大家可以每个断点和断点或MIRROR之间加个虚拟面，画局部坐标，会好看很多，虚拟面固定口径99，方便一点

第八空间

wuweichen 发表于 2022-3-14 19:41
在畸变不大的情况下，离轴系统计算焦距一般是通过像高随视场角的变化来确定的，也就是h=f tanw这个公式来 ...

你好，我在设计离轴三反时也用h=f tanw方法确定了像高（我设置的是离轴时的像高与同轴时相等），然后又算出了离轴系统的最后一镜到理想像面的距离，但是发现设计出来的离轴三反球面系统在理想像面上光线汇聚较差，而在理想像面前80mm处汇聚较好。请问这是正常情况吗？

wuweichen

理想像面你咋算的，一阶光学那些算离轴的都不准。每个曲面的光焦度都要修正一下