离轴成像系统使用光栅后像方XY比例不一致

拙木鸟

最近遇到一个问题，想请教一下大家有没有好的解决方法：
如下图，当一个物方视场为2°*2°的成像系统使用光栅进行偏折之后，在离轴方向（Y）两个边缘视场（+y和-y）主光线经过光栅后其与中心视场的主光线夹角变小了，变成1°左右，但是非离轴方向（X）的两个边缘视场主光线（+x和-x）与中心视场主光线夹角依然是2°，于是经过一个理想透镜会聚之后，像方的XY的比例就会变成2：1，但是物方视场是1：1，请问下除了再使用一块光栅进行补偿外，有没有其他更好的方案可以解决这种问题。

这是成像系统

这是XY方向的四个边缘视场主光线入射到透镜表面的入射角，前两个是Y方向的，后两个是X方向的，可见X方向的角度没变，但是Y方向的两个视场角度变成原来的一半了

这是像面情况，XY尺寸比例大概为2：1，而物方视场角比例是1：1，等于图像在Y方向被压缩了
整个文件也附在后面

那些年

把透镜换成两个曲率不同的柱面镜

拙木鸟

那些年 发表于 2022-5-25 15:38
把透镜换成两个曲率不同的柱面镜

非常感谢！！
之前有用一块柱透镜试过，但是不太对，没想到用两块就可以了。我下午用zemax模拟了一下，两块柱透镜确实可以实现对成像面XY比例的调整。这里把图和文件贴出来，供自己和其他朋友参考

上图是X-Z平面内x视场为±θx°的成像情况，lens-X在X方向有光焦度(焦距fx)，则在像面的成像高度x=fx*tan(θx)

上图是Y-Z平面内y视场为±θy°的成像情况，lens-Y在Y方向有光焦度(焦距fy)，则在像面的成像高度y=fy*tan(θy)
因此，通过调整两个柱透镜的焦距fx与fy，就可以实现需要的像面高度x和y，从而实现需要的像面XY比例
而fx和fy还需要满足一个条件，二者之差等于两块透镜的间隔L，即|fx-fy|=L
下图便是在xy视场角都是±5°情况下，设置fx和fy分别为20mm和10mm，二者间距10mm，得到的像面情况，其XY比例实现了2：1，文件见附件

那些年

拙木鸟 发表于 2022-5-25 18:37
非常感谢！！
之前有用一块柱透镜试过，但是不太对，没想到用两块就可以了。我下午用zemax模拟了一下， ...

希望点个最佳答案哦你总结的很到位了，核心就是x和y方向的焦距不同，这类系统有一个专门的名称叫anamorphic optical systems

拙木鸟

那些年 发表于 2022-5-25 19:40
希望点个最佳答案哦你总结的很到位了，核心就是x和y方向的焦距不同，这类系统有一个专门的名称 ...

我今天下午还在摸索怎么选为最佳答案呢，不过没找到，是不是要多个人回答才可以选呢可以指点一下吗

那些年

拙木鸟 发表于 2022-5-25 19:52
我今天下午还在摸索怎么选为最佳答案呢，不过没找到，是不是要多个人回答才可以选呢可以指点一下 ...

一般是在这个位置，应该不需要多个人哈哈哈

拙木鸟

那些年 发表于 2022-5-25 19:56
一般是在这个位置，应该不需要多个人哈哈哈

我这边是空空如也呢，希望管理员兄弟能看到这个帖子帮忙看下啥原因

那些年

拙木鸟 发表于 2022-5-25 20:26
我这边是空空如也呢，希望管理员兄弟能看到这个帖子帮忙看下啥原因

我知道了 论坛新人区没有最佳答案

拙木鸟

那些年 发表于 2022-5-25 20:29
我知道了 论坛新人区没有最佳答案

原来是这样，那我下次不发新人区了，再次感谢！