ZEMAX非球、自由曲面EFFL不准确问题

大洋爱吃菜

       例如自由曲面设计或者非球面设计，实际上没有曲率半径参数也可以成像，那么这里存在问题。
       如图所示为一Standard Zernike面反射镜系统，只有第四项（聚焦）为-5，口径100mm，视场0,1度,2度。

       可见，0视场光线可以理想的聚焦（平面波变球面波）并且Zemax相比CODEV还稍微智能点，好歹给个EFFL（虽然不对），在CODEV里此时则是完全没有的。这个EFFL数据根据图来看是显然有问题的，不正确。
那么我的问题，也是想与大家交流的是：在CODEV中可以用firABCD解决，在Zemax怎么解决呢？

      不知道大家设计非球面，自由曲面是不是想当然的就用EFFL控制了，这是不对的。

   

oupao

在非球面多项式曲面存在的光学系统是非旋转对称的，所有EFFL要么不准确要么无效。我仿真过扩展多项式曲面，依据理论焦距计算公式，得到的结果是，可以参考WFNO ,F数。当入瞳直径为1mm时，拟合理想焦距与仿真焦距重合度很高，误差是0.01数量级。当入瞳孔径增大时，偏移会更多一些，但是我个人觉得不影响理论值与实际值的对比。
或者还可以看看实际光线，孔径角之类的联系，这我在zemax中不是很懂。

斯蒂尔闻德

如果只是看中心视场的焦距，追迹一下近轴光线或者用极小相对视场的实际光线去算就好了。至于轴外的，我也很想知道这个ABCD具体的玩法。

大洋爱吃菜

斯蒂尔闻德 发表于 2023-3-4 12:05
如果只是看中心视场的焦距，追迹一下近轴光线或者用极小相对视场的实际光线去算就好了。至于轴外的，我也很 ...

其实你说轴外视场焦距的变化，或许就是畸变的表现，之前和老师聊到这个问题，老师说焦距差别不大，大了直接靠数字图像处理矫正畸变了哈哈哈哈哈。

其实没有这么麻烦，直接控不同视场的中心光线像高就可以了，满足tan(f')的关系就好了，但是最好别硬性控制，用大小于控制，因为总该允许有点畸变，要不然很难优化，也不利于收敛

斯蒂尔闻德

大洋爱吃菜 发表于 2023-3-4 18:23
其实你说轴外视场焦距的变化，或许就是畸变的表现，之前和老师聊到这个问题，老师说焦距差别不大，大了直 ...

这个畸变的事情我是知道滴。 我是想知道轴外视场ABCD具体如何求算，虽然知道个大概，但没具体算过，总觉得有点虚。 然后还有个好奇的点就是，ZEMAX操作数POWF和POWP具体是如何计算不同视场和不同pupil的焦距光焦度？这点比较让人在意。（题外话，你是学生？）

大洋爱吃菜

斯蒂尔闻德 发表于 2023-3-4 19:26
这个畸变的事情我是知道滴。 我是想知道轴外视场ABCD具体如何求算，虽然知道个大概，但没具体算过，总觉 ...

我是学生，反正我一般用CODEV设计，宏语言也比较好控制光线在像面的高度哈哈哈哈哈