[已解决]zemax光线瞄准近轴和实际瞄准不一样

爱莉的水晶花

系统为物高+na，na为0.8，在使用光线瞄准时，选择近轴和实际两种瞄准效果不一样，当选择近轴时，除了将光阑放在第一片的第一面上时，其余地方均会“目标错误，无法发射光线”，选择实际反而不报错，这是怎么一回事，为什么近轴报错实际反而不报错

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dhf19822

2024-10-9 17:48

关于光线瞄准：虽然zemax没有硬性强制系统孔径必须设置为光阑尺寸浮动。但当系统的光阑在中间位置或者后方时，其他的系统孔径类型如入瞳直径，像方F数，甚至物方NA的定义都会变得模糊不清晰，因为前面这些孔径类型都是软件默认的近轴定义（或者高斯光学定义），当实际光阑在透镜之前不会有这种歧义。

近轴光线瞄准，刚开始光线搜寻的时候，是从近轴的入瞳到实际光阑做线形映射然后迭代搜寻。实际光线瞄准，采用更严格的光线迭代到实际光阑位置，代价就是计算速度慢，效率低。两种瞄准算法 的迭代架构，计算起点不太一样。如果光瞳像差比较大或者非线性比较强（光瞳映射比较扭曲），比如你上面的例子，可能会表现出比较大的差异性。

回到前面，其他的系统孔径定义（除了光阑尺寸浮动），都带有近轴光学的线形映射色彩，而光线瞄准的初衷是直接跳过近轴定义，直接瞄向系统中实际存在的光阑位置及尺寸。为了避免歧义及软件逻辑的合理性，Zemax实际上不成文的规定是：如果要使用光线瞄准，系统孔径就必须设置为光阑尺寸浮动。 然后你会发现，在绝大多数的情况下，近轴瞄准会呈现相同的计算结果，而且计算速度会快很多。

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加油学光设

近轴是根据高斯光学来计算的，在角度等方面也只会最多近似前几项。最后还是要改为实际光线最近，比较贴近最终实际成像

dhf19822

当采用光线瞄准的时候，孔径类型尽量选择：光阑尺寸浮动。

达利园效应

软件手册上都写了的啊。

哈特多蒙

在快系统，即大视场角、大相对孔径物镜的情况下，光阑像差的影响大，所以必须使用实际光线瞄准

爱莉的水晶花

dhf19822 发表于 2024-10-9 09:58
当采用光线瞄准的时候，孔径类型尽量选择：光阑尺寸浮动。

我在结构中增加共轭成像时，增加的结构会变成光阑尺寸浮动。一般情况把孔径类型变为光阑尺寸浮动时，孔径尺寸也不会发生大的变化。但是在此结构中我把孔径类型从na变为光阑尺寸浮动时，这个系统的光束会发生很大变化，除非将实际光线瞄准的光阑也设在第一片的第一个面上。因为是照明系统所以没有用很多镜片严格的消像差，那么是因为像差太大导致切换孔径类型时发生这样的变化吗。

dhf19822

先将系统孔径设置为光阑尺寸浮动，然后将STOP面3的半直径设定为比如14或者13.8mm，你会发现近轴及实际光线瞄准的结果都是一样的，建议选择近轴，结果一样的情况下，近轴追迹速度更快。

爱莉的水晶花

dhf19822 发表于 2024-10-9 15:41
先将系统孔径设置为光阑尺寸浮动，然后将STOP面3的半直径设定为比如14或者13.8mm，你会发现近轴及实际光线 ...

到这里我发现我的疑问和帖子主题发的不一样是主题表述的有问题，不是使用哪个瞄准的问题，应该是系统能在光线瞄准关闭或者实际之间切换，但是两种切换到近轴时都会报错。当切换到近轴时，第一面的光线一般是这种情况变化
1.当我用光阑尺寸浮动+实际光线瞄准初步跑一遍后得到的结构，切换到近轴瞄准时，发射角、结构和口径均无发生变化，但是zemax会报错且评价函数无法评价，直接关闭瞄准不报错，光线也无变化。

2.上个回复里结构用近轴，切换孔径类型为光阑孔径浮动时，孔径会变化，手动修改口径后切换到实际光线瞄准结构正常，当我用实际瞄准，无论是否切换孔径类型为光阑尺寸浮动，切换回近轴均会报错，大多数情况第一面光线如上图2，有时会系统无变化但zemax报错评价函数无法评价。


写到这我感觉如果不是我太闲倒反天罡的从实际瞄准切换到近轴就不会有这个问题，一直用实际瞄准就好。但是在用物方na时光阑放在后面，切换近轴第一面光线变成图2这样比较奇怪，近轴时光线没有在结构上冲突但是结构却有问题

dhf19822

关于光线瞄准：虽然zemax没有硬性强制系统孔径必须设置为光阑尺寸浮动。但当系统的光阑在中间位置或者后方时，其他的系统孔径类型如入瞳直径，像方F数，甚至物方NA的定义都会变得模糊不清晰，因为前面这些孔径类型都是软件默认的近轴定义（或者高斯光学定义），当实际光阑在透镜之前不会有这种歧义。

近轴光线瞄准，刚开始光线搜寻的时候，是从近轴的入瞳到实际光阑做线形映射然后迭代搜寻。实际光线瞄准，采用更严格的光线迭代到实际光阑位置，代价就是计算速度慢，效率低。两种瞄准算法 的迭代架构，计算起点不太一样。如果光瞳像差比较大或者非线性比较强（光瞳映射比较扭曲），比如你上面的例子，可能会表现出比较大的差异性。

回到前面，其他的系统孔径定义（除了光阑尺寸浮动），都带有近轴光学的线形映射色彩，而光线瞄准的初衷是直接跳过近轴定义，直接瞄向系统中实际存在的光阑位置及尺寸。为了避免歧义及软件逻辑的合理性，Zemax实际上不成文的规定是：如果要使用光线瞄准，系统孔径就必须设置为光阑尺寸浮动。 然后你会发现，在绝大多数的情况下，近轴瞄准会呈现相同的计算结果，而且计算速度会快很多。