ZEMAX详解（6）---细光束场曲与畸变曲线（Field Curvature/Distortion）

细光束场曲之所以称为细光束场曲，是因为场曲曲线没有跟光束孔径有关。

上图是一个镜头的场曲与畸变图，上图中左边为细光束子午、弧矢场曲，如果工作波长有多个，则图中会给出每一个波长的细光束子午、弧矢场曲；右边为归一化畸变。两个曲线图的纵轴都是归一化视场，左图横轴为场曲，单位为毫米；右图横轴为百分比。上图还揭示了像散信息。

细光束场曲反映了不同视场点的细光束像点离开像面的位置变化，初级细光束场曲跟视场的平方成正比，其对成像的影响，是使一平面物体成一弯曲像面。细光束像散反映了子午和弧矢细光束像点（或子午与弧矢弯曲像面）的不重合而分开的轴向距离。

畸变属于主光线像差，反映物像的相似程度，如果低于1%，则认为物像几乎完全相似。

畸变的基本定义，是某一视场主波长时的主光线与像面交点离开理想像点的垂轴距离。

实际使用时，据镜头的功用还会衍生出其他计算形式，主要有（1）标准畸变；（2）F-Theta畸变；（3）校准（calibrated）畸变。

（1）标准畸变，采用常规的定义如

其中y_chief为主光线与像面的交点高度，y_ref为理想像高，如物在无穷远，且视场角为θ，则y_ref=f`tanθ，f`为镜头系统焦距。

（2）F－Theta畸变，俗称f-θ畸变，为扫描仪或傅立叶变换透镜专用的畸变形式，因为这一类光学系统，要求理想像高跟视场（或扫描）角成正比，即y_ref=f`θ，此时

（3）Calibrated 畸变，即校准畸变或标定畸变。一般情况，，但可以用y_ref=f`θ来拟和y<sub>ref</sub>=f`tanθ，此时得到f*，称之为最佳拟和焦距。

实际上，不论是应用哪个公式式计算畸变，只要把每一视场的畸变校正到公差范围之内，y_chief一定与扫描角或视场角θ成正比。

下表给出了Field Curvature /Distortion的设置选项

观察畸变的情况，还可以查看网格畸变（GridDistortion），如下图所示：