光线瞄准（Ray Aiming）——ZEMAX中文使用手册

在ZEMAX中，光线校准是对光线追迹的反复运算，目的是为了找出对于给定的光阑大小正确通过光阑的物面光线。通常当出瞳（从物空间中看到光阑的像）是相当的异常、变换或倾斜时需要光线校准。

如果光线校准关闭，ZEMAX将会使用轴上由孔径设置决定的并在主波长上计算的近轴入瞳尺寸和位置从物体表面发射光线。这表示ZEMAX忽略入瞳像差。对于有中等视场的小孔径系统，这是完全可以接受的。但是，那些有小Ｆ/#或大视场角的系统，具有很大的入瞳像差。光瞳像差的两个主要影响是光瞳位置随视场角的改变和光瞳边缘的变形。

ZEMAX可以被命令去用光线校准消除像差。用光线校准时，每个光线追迹是迭代执行的，同时程序调整光线校准以便光线能通过正确的光阑面上的位置。然后用线性的光瞳坐标比例计算光阑面上的正确位置。

光阑面半径是通过在主波长上从物面中心到光阑面追迹边缘光线计算的。近轴或实际光线可以用在此追迹中以决定光阑半径。近轴光线被较好地规范并且近轴定义通常用于大多数的一级系统性能例如焦距、F/#和放大率，因此近轴光线页可能用于决定光阑尺寸。然而，对于那些有显著像差的光瞳，在近轴和实际光线之间会有不同。这些系统会在实际光线和近轴光线系统孔径之间呈现出不同。例如，近轴物空间数值孔径可定义为0.4，但是实际光线的真实数值孔径可能是一个不同的值。对于由系统孔径定义的有着物空间属性的实际光线，是用实际光线代替近轴光线去决定光阑的半径。注意到建立在光线瞄准基础上的实际光线在某些系统中将不会有效，这些系统中的光阑位于焦散面中或者位于实际光线不能对全部入瞳直径或数值孔径追迹处。如果实际光线瞄准引起了这些问题，设置光线瞄准为近轴而不是实际。注意一旦光阑半径确定了，所有的光线都会被瞄准到光阑面上的正确位置，不管近轴或实光线是否被用来确定光阑的半径。

要排除实际光阑尺寸计算的任何不确定性，可将光线瞄准设为近轴或实际，然后将系统孔径类型设为“随光阑浮动（float by stop size）”。这会排除任何光线追迹的需要以确定光阑尺寸，并且实际和近轴光线将会被精确瞄准到实际光阑上。

对于有着虚拟光阑面的系统，例如目镜，有效光阑位置和尺寸可能是波长的方程。对于这些系统，使用多重结构功能去单独处理每个波长和系统孔径的定义。

虽然光线校准比近轴入瞳定位更精确，但在运行的时候，大多数的光线追迹将使用2到8倍的时间。因此，只有需要时才使用光线校准。为确定系统中的入瞳像差量，关闭光线校准，然后查看光瞳像差曲线（参见125页“光瞳像差（Pupil Aberration）”）。小于一定百分比的光瞳像差通常忽略不计。若系统中有较大的光瞳像差，选择光线校准打开并反复计算。像差将减少到零或接近零。

《ZEMAX中文使用手册》

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