深入挖掘ZEMAX，同问一个平行平板像差问题，看看你知道不知道？

yasn

各位看客：

    小弟最近做光学设计偶然想起了一个事情，结果引出一陀疑问，哪位牛人能帮忙解答一下？欢迎讨论。斑竹到请帮帮顶一下，谢谢！
    常见的光学系统都是共轴球面系统，一些简单的情况就不摆了，我们的光路中常用到分光镜（例如45degrees倾斜），特别是透射的那一路，ZEMAX该如何仿真呢？请不要着急告诉我用元件倾斜命令，你可以打开一个实际的透镜，选择有限的物体距离（物高方式），这个物体的近轴像面位置是容易知道的，对吧。
    然后，你在物体和透镜之间插入一块平行平板，发现近轴像面的位置变化了，这符合几何光学教科书内容，对吧。
    然后，你让这个平行平板旋转倾斜45degrees，得到一个有一定厚度的分光镜，现在这个近轴像面在哪呢？ZEMAX怎么算了没有呢？怎样算才对呢？
    几何光学教科书通常都说平行平板产生球差，那是对轴上点推导的，如果是轴外点的光束呢？只有球差吗？
    ……，欢迎讨论。
    所以大家还是尽量多用薄膜分光镜（pellicle beamsplitter）吧，不会有上面的问题，而且也没有鬼像。

新手小李

插入倾斜平行平板就不是共轴系统了，光轴会偏移，zemax可以模拟；
平行平板在非平行光路里能产生各种像差，一般光学设计的书里都有讲，初级像差有计算公式。
没用过“薄膜分光镜”。。。楼主能提供点资料吗？原理，工艺等
貌似要求比较高的场合都尽量用棱镜分光，用平行平板分光的也会控制厚度。至于鬼像，一般不把分光面装反应该不会产生吧

opmeman

在非平行光路中，斜置的分光镜片（平板玻璃）会产生各种像差。
在插入平板玻璃后，如果要得到近轴像面，用M-solve即可，但图像质量会下降，由于像差的存在。
不要混淆近轴和轴外的概念，轴外也有可能属于近轴区域。

yasn

前面只是提出问题启发大家思考，希望大家发言前先动手试一下，这样交流才能学到新的东西。

现在我说一下我的认识：
包含倾斜的分光镜的光学系统肯定不是共轴光学系统，楼下的我也是这个观点，似乎近轴像面这样的术语不妥了（因为高斯光学通常是针对共轴系统而言的）；
ZEMAX的确可以模拟倾斜的分光镜，光轴的偏移可以通过decenter来反向补偿，我通常是用ctrl+y看主光线来得到偏移量，再开坐标断点面来完成的，不知道ZEMAX是否可以自动完成，如果哪位知道请告知小弟，先谢谢了；
opmeman的回答显然没经过认真考虑，你说的两点都不对：轴外点的确也可以是近轴，不过系统中的分光镜倾斜角度很大，如45degrees，在这种情况下，轴外点的入射光打在分光镜表面你觉得近轴条件还适用吗？即使是细光束，主光线因为这个原因也必须用真实光线来追迹，但如果是教科书写的未倾斜的平行平板轴上点，那种近轴是可以的，其像差也比较简单。另外，你用M求解近轴像面百分百是错的，你可以在ZEMAX中看看，先不倾斜平行平板，然后再倾斜，你发现M求解的数值前后有变化吗？这可能正确吗？还有必须强调，虽然M求解常用来求解近轴像面位置，但二者不是一回事，M求解控制的是高度，在光轴发生偏移等情况下是需要设计人员干预修正的。
pellicle beamsplitter价格比较贵，相比普通分光镜和棱镜而言，它的厚度可以忽略，所以没有横向偏移，也没有第二个面的反射，这个不要的反射会形成鬼像，因为现在的CCD等光电探测器都很灵敏了，我们通常是把第二个面做个楔角，让不要的反射偏出视场，不过光轴的移动却没法很好处理，所以，有ZEMAX计算的近轴像面位置我觉得是值得怀疑的，这有个误差

ssimin

各位师兄师姐，小弟不好意思打扰你们的交流，请问你们能不能发我一份zemax的软件，小弟毕业设计要用，一直找不到能使用的，非常感谢~邮箱是ssimin@126.com  谢谢啊

kylin

其实很简单，所有像差的产生都可以用Snell来解释。
自己简单算一下，画个简单的RAY图就知道了。

东北123

楼主提出了一个很有趣的问题。平板分光镜一般在可见光波段很少使用。平板分光镜要在平行光路中使用。轴外点产生严重的像散（和厚度有关。可以用其他元件补偿）。第二面反射产生鬼像。如把第二个面做个楔角，让不要的反射偏出视场，但这样做又把视场外的鬼像引入视场。

nklofy

45度的镀膜分光镜好是好，就是比较贵，一般镀膜的公司还做不了