在Zemax中，序列模式和非序列模式的坐标系统有一些关键差异，这使得在这两种模式之间进行转换时需要详细了解它们各自的视野和坐标定义。
### 序列模式 (Sequential Mode)
- **坐标系统**：通常沿着光学轴（Z轴）定义光线的传播路径。
- **视场**：用角度来表示，通常用视场角 X 和视场角 Y 表示。
- **光路追踪**：光线以顺序的方式通过每个光学元件。
### 非序列模式 (Non-Sequential Mode)
- **坐标系统**：使用绝对坐标系，通常所有元件的初始位置和方向都在同一三维空间内独立定义。
- **视场**：通常以实际物理位置（例如，毫米）定义，使用的是全局坐标。
- **光路追踪**：光线可以在任意顺序下与多个物体交互。
### 坐标转换方法
从序列模式到非序列模式的转换涉及将视场角转换为实际的光源位置和方向：
1. **视场角到方向向量**：
- 将序列模式中的视场角 (\(\theta_X\), \(\theta_Y\)) 转换为方向向量。假设光线起始于原点（0, 0, 0），则方向向量为：
\[
\begin{align*}
u &= \sin(\theta_X) \cos(\theta_Y) \\
v &= \sin(\theta_Y) \\
w &= \cos(\theta_X) \cos(\theta_Y)
\end{align*}
\]
- 这里，\(u\), \(v\), 和 \(w\) 是方向余弦，相对于X、Y、Z轴的分量。
2. **方向向量应用到非序列模式**：
- 在非序列模式下，通过指定光源或光线的初始方向来设定这些方向余弦。
- 如果需要将某个光源倾斜一定的角度，可以使用旋转矩阵来调整光源的方向。
### 从非序列模式到序列模式
反向操作也可能需要，但通常更复杂，因为非序列模式没有固定的光路顺序：
1. **方向向量到视场角**：
- 通过已知光线的方向向量 \((u, v, w)\)，可以计算出对应的视场角：
\[
\begin{align*}
\theta_X &= \arctan\left(\frac{u}{w}\right) \\
\theta_Y &= \arctan\left(\frac{v}{\sqrt{u^2 + w^2}}\right)
\end{align*}
\]
这些公式帮助在Zemax中进行基本的坐标转换。然而，具体应用可能需要考虑光学系统的其他特性，如镜头焦距、光学界面等。进行复杂的系统转换时，通常需要结合具体的光线追迹和几何布局进行详细分析。
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