zemax筆記2 - 評價函數作用

評價函數的值反映了所設計系統的好壞，值越小越好，在理想情況下其值為0。

打開：

Editors --> Merit function

設置評價函數：
在Merit function 窗口中點擊：tools --> default merit function，得到下圖

共分為3大塊：

1. Optimization function and reference 評價方法及參考點設置

左邊是評價方法的計算方法：均方根（RMS）和峰谷值（PTV）。
注：當我們設計系統最終結果像差大於2個波長時選用均方根及斑點尺寸進行評價。而當最終結果像差小於2個波長時就可以選用均方根波前差來進行評價。

中間是具體評價方法：

• wavefront 波前差
• SpotRadius離散斑尺寸
• spot x 離散斑橫向尺寸
• ……
• Angular Radius 空間角度選項，在無焦系統中使用。

 

右邊是參考點的設置:

 

• centroid 參考質心光線：質心:彌散斑中所有光線交點的 重心 所在
• chief ray 參考主光線

一般采用RMS+SpotRadius+chife ray 造成的均方根差最小

 

2. pupil integration method 光瞳采樣方法的設置

 

（1）Gaussian Quadrature 高斯球積法
通過一定數量的環(rings)臂(arms)設置來進行光線的空間分布采樣。在賽德爾像差中波前像差系數是由光瞳的半徑值R和與子午軸偏角cos(theta)來共同表示的，這和高斯球積法中的環臂數相對應。
當設置的環數為n時，則能計算出R的(2n-1)次像差。設置為3環時可以計算出5階像差。
臂：光瞳中均勻分布的臂數，設置為6時，均勻分布在光瞳中，相隔60度。對於軸對稱系統，只需要追擊其中1條光線。軸外光線左右對稱分布，只需要追擊一側的光線。zemax 會根據系統的對稱性自動選擇相應光線。

（2）Rectangular Array 矩形陣列法
在光瞳內直接用矩形陣列的方法來進行采樣。適用於 高斯球積法不適用的情形，系統中包含 非圓形光瞳時（使用高斯球積法會得到錯誤參數，zemax無法識別）。
高斯球積法適用於圓形或旋轉對稱系統中，采用較少光線得到較好結果。

3. thickness boundary values 厚度邊界設置

對系統中鏡片及空氣的 邊緣、中心厚度、最大間隔 進行設置。（對系統整體性能進行限制，避免輸入錯誤）

4.最后是雜項設置欄

• assume axial symmetry 假設系統是軸對稱系統（例如有平面鏡的系統選擇此項加快計算）
• ignore lateral color 會忽略垂軸色差（分色系統會用到）

• config 對應結構

• save 和 load 保存和加載不同設置。