场曲 zemax示例(概念、校正)

场曲 zemax示例(概念、校正)场曲 FieldCurv 即像场弯曲 只平面物体通过透镜系统后 所有平面物点聚焦后的像面不与理想像平面重合 而是一个弯曲的曲面

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1、基本概念

场曲:Field Curv,即像场弯曲,只平面物体通过透镜系统后,所有平面物点聚焦后的像面不与理想像平面重合,而是一个弯曲的曲面。虽然每个物点通过透镜都能形成一个清晰的点。

注意:场曲并不是指像是弯曲的,而是物体成像后的最佳焦点的集合面试弯曲的。像平面是平面时,看到的像是一种清晰度渐变的效果。如果看到实际像面是弯曲的,是畸变

2、zemax 示例

设计一个简单的单透镜,EFFL:100,F/#:5,FOV(半视场):20,材料:K9。

可知,入瞳直径20mm(EPD = EFFL / F/#)

场曲 zemax示例(概念、校正)

 曲率半径选择F数,厚度选择边缘光线高度。

               场曲 zemax示例(概念、校正)场曲 zemax示例(概念、校正)

 从光束的聚焦效果来看,最佳聚焦点在一个曲面上,像面上的像由清晰到模糊。对于一个单透镜,场曲是固定的必然存在的,称为匹兹万场曲。场曲弯曲半径近似为透镜焦距的2倍。

 (弧矢面(S):Sagittal surface  切线面(T):Tangential surface 子午面(M):meridian plane )

场曲 zemax示例(概念、校正)

通过分析-杂项-场曲/畸变可得上图,可知在子午方向和弧矢方向的场曲。

场曲和畸变的区别:中心区域很清晰,边缘区域模糊;边缘和中心都很清晰,畸变不影响成像的清晰度,只改变像的形状。

场曲的校正方法:
 1、通过添加一个光阑,如图

 

场曲 zemax示例(概念、校正)

 从3d图上看效果明显好了很多。

场曲 zemax示例(概念、校正)

2、可以通过对称结构来减小场曲,如在单透镜前加一个单透镜

场曲 zemax示例(概念、校正)

 

场曲 zemax示例(概念、校正)

 3、使用匹兹万镜头形式消场曲,即将最后的透镜面设计为凹透镜,来校正场曲。

场曲 zemax示例(概念、校正)

 

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