Zemax无焦像空间解释

无焦像空间用于描述一类特定的光学系统。以下是对Zemax无焦像空间的详细解释：

一、定义与特点

1、定义：严格来说，一个无焦系统的定义是指在系统中，共轭物和共轭像都在无穷远处。这意味着光线进入系统时是平行光，离开系统时也是平行光，中间没有明确的聚焦点。然而，“无焦”这个词有时也被用来形容只有共轭像面在无穷远的系统。

2、实例：激光扩束系统是一个典型的无焦系统实例，其输入和输出光均为平行光。另一个例子是双筒望远镜，它本身设计为以一定的角放大率将无穷远的共轭物面发出的光传播到无穷远的共轭像面上，尽管最终人眼将光线聚焦在视网膜上。

二、Zemax中的实现

1、无焦像空间选项：在Zemax中，无焦像空间选项位于系统选项（System Explorer）的孔径（Aperture）标签栏下。勾选该选项后，Zemax会自动在后台处理与无焦系统相关的参考基准和单位问题。

2、单位变化：切换“无焦像空间”选项的主要影响是，评价系统在像空间中的成像质量时所使用的单位从空间单位（如毫米）变成了角度单位（如弧分）。这种单位的变化适用于不同的应用情况，用户可以在系统选项的单位（Units）标签栏中进行设置。

三、聚焦系统与无焦系统的区别

1、单位差异：聚焦系统通常使用空间单位来评价成像质量，而无焦系统则使用角度单位。

2、参考波前：在聚焦模式中，参考波前是球面；而在无焦模式中，参考波前是平面。这种参考波前的变化会影响所有基于波前的分析结果或关于波前的优化结果。

3、功能差异：OpticStudio中的绝大部分功能在聚焦或无焦模式下会得到完全一样的结果，但有一些功能是聚焦系统特有的，例如相对照度（Relative illumination）在无焦系统中就没有实际的物理意义。

四、应用与优势

1、应用实例：无焦系统在许多领域都有广泛应用，如激光扩束、望远镜设计、空间直线度测量等。这些系统通常要求光线保持平行或在特定角度范围内传播，以满足特定的成像或测量需求。

2、优势：使用无焦像空间模式可以更方便地分析和优化这类系统的性能，因为角度单位更直观地反映了光线传播的方向和角度特性

作者QQ及微信：49922779