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使用 Paraxial 表面时,为什么 PLEN/OPTH 操作数将返回明显小于实际路程的光程结果?

  • 21 March 2022
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在对于含有 Paraxial 表面的系统使用 PLEN/OPTH 操作数时,可能会得出明显小于实际光程的数值,这是什么原因导致的?

例如,在以下基于 Paraxial Lens 的 4f 系统中,中间的平行光传输距离定义为 16 mm,但是 PLEN 对于边缘光线(Px和Py不等于0)的返回数值明显小于 16 mm:

 

可否帮忙判断上述情况产生的原因?谢谢

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Best answer by Haosheng.Hu 21 March 2022, 04:37

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上述情况是由于 OpticStudio 中对于 Paraxial 表面的特殊定义导致的。

对于一般具有厚度的透镜而言,当边缘光束在透镜中进行传播的时候,虽然会具有一定角度的长距离传播,但是由于透镜边缘厚度较薄,所以边缘光线的光程相比于中间光线没有什么差别,类似如下图所示:

但是,对于 Paraxial Lens 而言,透镜本身不存在厚度的定义,OpticStudio 中所采取的方式是直接对于所有光线添加相位改变使得光线按照经过一定光焦度影响后进行传播,这样的方式将无法补偿上述提到的边缘光线光程差的情况。

所以,为了保持所有光线最终到达像面时候具有相同的光程,后续的传播中将对对应的边缘光线的光程进行相应补偿。这也就是为什么在上述的传播中,16 mm 光程的传播将显示小于 16 mm 的返回值。一般情况下,我们也不推荐对于 Paraxial 表面的系统使用类似于 PLEN、OPTH 操作数计算光程。

如果您对于 OpticStudio 中 Paraxial 表面如何进行光线相位改变的详细说明,欢迎随时联系我们 Support@zemax.com!

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