在光学设计软件Zemax中,Seidel像差和Zernike多项式是两种不同的方法,用于描述光学系统的像差。这里尝试回答你的问题:
1. **关于像面位置和Wd:**
在Zemax中,Seidel像差系数(如球差、慧差、像散等)不直接包含离焦量(Wd)。Zemax默认计算出的Seidel系数是在理论理想焦面上的,即像散曲面。换句话说,它假定你已经在最佳焦点上,而不是某个具体的物理平面。离焦引入的影响通常单独处理,不包括在Seidel标准像差公式内。因此,如果你要考虑离焦,你需要单独计算其影响。
2. **Zernike与Seidel的对应关系:**
Zernike与Seidel尽管都用于描述像差,但其形式和意义不同。Zernike多项式通常用于描述波前分布,尤其是在圆孔径上,它能适应更多种类型的变形。而Seidel像差则是基于像差理论的特定形式,更适合初步分析。
波像差与波前畸变是相关的,但描述方式和单位可能不同。波像差通常涉及光线偏离理想路径的度量,而波前畸变是波面本身的变化。因此,两者数值有区别。
若两者数值不一致,可能原因有:
- 不同拟合方法:波前图与Seidel数值计算方法不同。
- 单位或尺度的不同。
- 模型复杂度差异:Seidel为低阶模型,Zernike可高阶。
3. **从波像差/波前计算PSF:**
对于给定视场和波长下的PSF(点扩散函数),你可以通过以下步骤实现:
- **波前到PSF:** 利用傅里叶变换。波前误差可以转换成光瞳函数(complex amplitude),再通过傅里叶变换得到PSF。
- **实施步骤:**
1. 将波前误差表示为相位函数 \(\phi(x, y)\)。
2. 构建光瞳函数:\(P(x, y) = A(x, y) \cdot e^{i \phi(x, y)}\),其中 \(A(x, y)\) 是光瞳振幅。
3. 进行傅里叶变换:\(PSF(u, v) = |\mathcal{F}\{P(x, y)\}|^2\)。
MATLAB中,你可以使用`fft2`或`ifft2`计算二维傅里叶变换。
希望这些解释对你有帮助!如果需要更详细的代码或数学细节,或者有其他问题,请随时问。
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