Zemax和光學的一些整理
主光線(chief ray)：由物體邊緣出射，通過孔徑光闌中心，到達像的邊緣的光線。
孔徑光闌(aperture diaphragm)：限制了成像光束立體角的大小，如下圖中Q，即阻擋住了A發出的上面兩條光線。
所以孔闌決定了成像的照度、解析度。人眼的瞳孔即為孔徑光闌。
入瞳(entrance pupil): 是孔徑光闌對前方光學系統所成的像，上圖中P。入瞳的位置和直徑代表了入射光束的位置和口徑。換言之，決定光有多少可以進入系統進行成像。
出曈(exit pupil)：與入瞳共軛，是孔徑光闌在光學系統像空間所成的像，上圖中P。
視場角（field of view,簡稱FOV）: 半視場角 ，像高
,
焦距(focal length): 前焦距（FFL）是系統前方的焦點至第一個光學表面頂點的距離。後焦距（BFL）是系統最後一個光學表面頂點至後方焦點的距離。對一個光學系統或厚透鏡，焦距通常以有效焦距（EFL，effective focal length）來表示。
像差的一些內容
射線圖(ray fan plot): 離軸一點發出的同心光線，在像平面成一系列點。下面的曲線就描繪了不同光線成的像點的偏移距離。
散點圖（spot diagram）：用二維代替原來的一維光線穿過方式，就可以得到一個二維的分布，這個就叫散點圖，系統的像差越少，散點圖就越集中，在沒有像差的系統中，散點圖是一個點。
球差（spherical aberration）：光軸上的點發出的同心光束經球面系統折射，不復為同心光束，成不同傾角與光軸交於不同位置。球差由透鏡中心、邊緣對光的會聚能力不同而產生。
衡量球差：偏移量 ,入射光線高度為
，對應最大孔徑角U的入射光線高度為
，則對應每條光線都有一個偏移量。
可以得出 與
的曲線。
對於單色光的薄透鏡軸上點成像，只存在球差。正透鏡產生負球差，負透鏡產生正球差，單個透鏡無法抵消自身球差，由正負透鏡組成的雙膠合透鏡可以有效減小球差。
球差屬於軸上像差，另外還存在軸外像差，比如說彗差、像散。
先介紹幾個概念，子午面，弧矢面等。
過主光線與光軸的面稱子午面，子午面內的入射光線為子午光束，子午光線在像平面的成像點為子午像點，過子午像點與子午面垂直的面為子午像面。
另外，過主光線與子午面垂直的面稱弧矢面。
彗差（coma）：下圖為子午彗差。對於子午寬光束，原對稱於主光線的一對光線，經球面折射後，因其球差值不同而使交點偏離主光線。同理，對於弧矢光束也有弧矢彗差。
由彗差引起的像像一顆彗星?
像散：子午像點與弧矢像點的不重合。
上圖藍線為子午光線，紅線為弧矢光線。
子午像點與弧矢像點相對於高斯像面的沿軸偏離表徵了子午像面和弧矢像面的彎曲程度，稱場曲。換言之，雖然成像，但像平面是個曲面。
由於場曲和球差，主光線與高斯像面的交點並不與高斯像點重合，這個結果稱畸變。
角放大率: 過光軸上一對共軛點，取一對共軛光線。與光軸夾角正切之比定義為角放大率。
角放大率
阿貝正弦條件(Abbe sine conditon): ,橫向放大率與光線穿過的孔徑無關。是避免出現彗差必須滿足的一個關係。
光焦度（focal power)：)等於像方光束會聚度與物方光束會聚度之差，它表徵光學系統偏折光線的能力。單位：屈光度（dioptre）——以米為單位的焦距的倒數。
φ的數值越大，平行光束折得越厲害；φ>0時，屈折是會聚性的；φ<0時，屈折是發散性的。φ=0時，對應於平面折射。
像質評價：評價像質有兩種方法。
第一種以物點所發出的光能在像空間的分布情況作依據。像差的存在令艾里斑（Airy disk）的能量比無像差的理想情況更分散。斯特列爾判斷、瑞利判斷、解析度為此類分辨方法，對於大像差系統，有點列圖的方法。
第二種利用傅里葉分析，對比度的降低和相移與頻率的關係稱光學傳遞函數，光學傳遞函數是評價像質的更全面客觀的指標。
斯特列爾比（Strehl ratio）：光學系統有像差時，艾里斑佔有的光強度比理想時的低。兩者 的強度比為斯特列爾比。 ，完美無像差時，S=1。
當斯特列爾比大於0.8時，可認為系統接近衍射極限，已經完善。
瑞利判斷（Rayleigh Criterion）
先介紹波像差（wavefront aberration）：物點發出的同心光束可視為球面波的法線，球面波經理想光學系統後,會形成新的球面波。但實際光學系統有像差，通過它的球面波要變形,不復為理想球面波,這兩個波面之間的光程差稱波像差。
瑞利判斷說的是當這個偏差不超過 時，可認為系統完善。
瑞利判斷與斯特列爾比基本上是一致的。
解析度（resolution）：瑞利指出，可分辨的兩個等亮度點的距離對應於艾里斑的半徑。
也就是說一個點的衍射圖中心剛好與另一點的衍射圖第一暗環重合。
光學傳遞函數 （optical transfer function，簡稱OTF）：
傅里葉光學中用空間頻率ν來描述光強空間變化的快慢程度，把圖像中緩慢變化的成分看作圖像的「低頻」，而把急劇變化的成分看作圖像的「高頻」，空間頻率等於0表明圖像中沒有光強變化（比如一張白紙）。
將物的亮度分布函數展開為傅里葉級數（對周期性的物函數），或者傅里葉積分（非周期的物函數），光學成像系統對於各種空間頻率成分的傳遞性能反映了該系統的成像質量。表現系統對於不同頻率的正弦光柵的傳遞和反應能力，這個指標即為OTF。
點擴散函數（point spread function，簡稱PSF）：
對光學系統來講，輸入物為一點光源時其輸出像的光場分布，稱為點擴散函數，也稱點擴展函數。在數學上點光源可用δ函數（點脈衝）代表，輸出像的光場分布叫做脈衝響應，所以點擴散函數也就是光學系統的脈衝響應函數。
因為任意複雜物體由無數點源組成，其像的強度為物強度與點擴展函數的卷積。
假設物面分布函數為 ,PSF為
,像面上光能分布為
有
經過傅里葉變化，
就是說，光學系統在對 成像的過程中，將
的每一個餘弦分量
乘因子
，得到的
是像分布函數
的餘弦分量。
因此光學系統的特性由反映出，它就是OTF，顯然他是一個複數。
稱為調製傳遞函數(modulation transfer function,即MTF)，
稱為相位傳遞函數（phase transfer function，即PTF），它們共同構成了OTF。
MTF反映像幅度的衰減（或者說是對比度），PTF反映圖案的橫向移動。
由傅里葉變換可以 證明，斯特列爾比（SR）=MTF函數與坐標軸圍成的面積。
Zemax部分
Lens鏡頭編輯器中 ，初始有三個面，OBJ：物面，STO: 光闌面，IMA: 像面。按Insert可以自己插入光學面，如果想插入商家給的鏡頭光學面，則 文檔→插入鏡頭。
一個光學面有幾個參數，
1.表面類型（我一般用到的都是標準面），
2.備註，可以標註一下第幾個lens的front 還是back面，
3.曲率半徑
4.厚度，並不簡單是一個透鏡有多厚，而是該面到下一個面的距離。
5.玻璃，透鏡面的話就是透鏡的材質比如bk7，介質就是空氣之類的air。
6.半徑
7.圓錐係數，這個非球面透鏡用得到。
一般在搭建系統前，要在 系統 里設置孔徑，視場，波長。
孔徑表示光束的大小，一般設置入瞳直徑。
視場，一般小視場選擇0，0.707，1。中視場選擇0，0.5，0.707，0.866，1。
波長即成像光線的波長，可以選一個作為主波長，另外可見光可以直接選FdC三線。
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