浅谈非球面二次曲线常数
时间:2025-09-22
来源:新特光电
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一个光学面是不是非球面,首先看这个面型参数有没有二次曲线常数(conic constant)。那么这个二次曲线常数是怎么来的呢?
上面下图中,圆形的圆心刚好位于坐标系统的原点,此时这个圆的方程为:
如果将圆在图形坐标系统中移动,让圆和纵坐标相切,那么平移之后的圆方程为:
介于今天我们讨论的是光学面型,所以我们重点关注一下平移后圆形曲线框里青色的区域。我们假设青色曲线不是球面,而是一个非球面,那么这个非球面的方程为:
其中P=1+K,K=-e²,e为离心率【e²=(a²+b²)/a²,a是二次曲线的半长轴,b是二次曲线的半短轴】,这里的K就是ZEMAX软件里的二次曲线常数。
面型 | 二次曲线常数K | P=1+K |
圆 | 0 | 1 |
抛物线 | -1 | 0 |
双曲线 | <-1 | <0 |
扁长椭圆 | -1<K<0 | 0<P<1 |
扁平椭圆 | >0 | >1 |
从以上图可以看出,当K=0时,曲线是球面,随着K值偏离0,且绝对值越大,截面的曲线就越平缓,试想一下,当K值的绝对值趋近于无穷大时,就无限接近于平面。因此我们可以想象,对于加工而言,K值的变化很大程度上会影响其面型的工艺性,K值绝对值越接近0越好加工。且根据经验,一般来说这个绝对值要小于等于10。
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