操作数参考(评价函数)
评价函数写在 .lens 里,每行 op <操作数> …,见 .lens 语法参考。名字与 Zemax 相同;参数用名字代替 Int1/Int2。波长、视场序号从 1 起;像质类 wave=0 表示复色。比较方式:= 时写 target=…,不等式直接写 <= 值 / >= 值(只在越界时计入)。值的单位用镜头单位(mm)——与 Zemax 一致;目标可带单位如 target=5um。
| 操作数 | 类别 | 说明 | 单位 | 参数 | 默认比较 |
|---|---|---|---|---|---|
EFFL | 一阶 | 有效焦距(反射系统按 Zemax 符号约定) | mm | wave | = |
ISFN | 一阶 | 像方 F/#(近轴) | — | — | = |
WFNO | 一阶 | 工作 F/#(实际光线,轴上) | — | wave | = |
EPDI | 一阶 | 入瞳直径 | mm | — | = |
ENPP | 一阶 | 入瞳位置(相对第 1 面) | mm | — | = |
EXPP | 一阶 | 出瞳位置(相对像面;同 Zemax 由视场 0.01 的实际主光线定,像方远心记 1e10) | mm | — | = |
EXPD | 一阶 | 出瞳直径(同 Zemax 由轴上 Py = 0.001 的实际光线定) | mm | — | = |
PMAG | 一阶 | 近轴放大率 | — | — | = |
POWR | 一阶 | 面光焦度 (n′ − n)·c(反射镜 −2n·c;理想薄透镜 1/f) | 1/mm | surf(位置参数)、wave | = |
PIMH | 一阶 | 近轴像高(最大视场;在近轴像面上,像面离焦时不等于实际像面上的高度) | mm | wave | = |
PETZ | 一阶 | Petzval 场曲半径 −1 /(n′ₖ·Σ c·(1/n − 1/n′))(理想薄透镜、衍射相位不计) | mm | wave | = |
TOTR | 一阶 | 总长:第 1 面到像面之间最右与最左顶点的距离(不管坐标转折,同 Zemax Total Track) | mm | — | = |
TTHI | 一阶 | 面 s1 到 s2 的厚度之和 | mm | surf(位置参数) | = |
AXCL | 一阶 | 轴向色差:两波长像点之差(w2 − w1,沿传播方向,同 Zemax);zone = 0 用近轴焦点,0 < zone ≤ 1 用 Py = zone 的实际边缘光线与光轴的交点(同 Zemax 的 Zone) | mm | w1、w2、zone=0.0 | = |
LACL | 一阶 | 横向色差:两波长近轴主光线像高之差(最大视场,w2 − w1,同 Zemax) | mm | w1、w2 | = |
CTVA | 几何 | 中心厚度 | mm | surf(位置参数) | = |
CTGT | 几何 | 中心厚度不小于目标 | mm | surf(位置参数) | >= |
CTLT | 几何 | 中心厚度不大于目标 | mm | surf(位置参数) | <= |
ETVA | 几何 | 边缘厚度 +y(两面各在自己的半口径处取矢高,同 Zemax) | mm | surf(位置参数) | = |
ETGT | 几何 | 边缘厚度不小于目标 | mm | surf(位置参数) | >= |
ETLT | 几何 | 边缘厚度不大于目标 | mm | surf(位置参数) | <= |
CVVA | 几何 | 曲率 1/R | 1/mm | surf(位置参数) | = |
CVGT | 几何 | 曲率不小于目标 | 1/mm | surf(位置参数) | >= |
CVLT | 几何 | 曲率不大于目标 | 1/mm | surf(位置参数) | <= |
DMVA | 几何 | 通光直径(2 × 半口径;半口径自动时按实际光线) | mm | surf(位置参数) | = |
DMGT | 几何 | 通光直径不小于目标 | mm | surf(位置参数) | >= |
DMLT | 几何 | 通光直径不大于目标 | mm | surf(位置参数) | <= |
TTVA | 几何 | 总厚度:本面最左点到下一面最右点的轴向距离 t − min(0, 本面矢高) + max(0, 下一面矢高),矢高取在各自的半口径处(同 Zemax,+y 方向) | mm | surf(位置参数) | = |
TTGT | 几何 | 总厚度不小于目标 | mm | surf(位置参数) | >= |
TTLT | 几何 | 总厚度不大于目标 | mm | surf(位置参数) | <= |
MNCT | 几何 | 范围内逐面约束:中心厚度下限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | >= |
MXCT | 几何 | 范围内逐面约束:中心厚度上限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | <= |
MNET | 几何 | 范围内逐面约束:边缘厚度下限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | >= |
MXET | 几何 | 范围内逐面约束:边缘厚度上限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | <= |
MNCG | 几何 | 范围内逐面约束:玻璃中心厚度下限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | >= |
MXCG | 几何 | 范围内逐面约束:玻璃中心厚度上限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | <= |
MNEG | 几何 | 范围内逐面约束:玻璃边缘厚度下限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | >= |
MXEG | 几何 | 范围内逐面约束:玻璃边缘厚度上限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | <= |
MNCA | 几何 | 范围内逐面约束:空气中心厚度下限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | >= |
MXCA | 几何 | 范围内逐面约束:空气中心厚度上限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | <= |
MNEA | 几何 | 范围内逐面约束:空气边缘厚度下限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | >= |
MXEA | 几何 | 范围内逐面约束:空气边缘厚度上限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | mm | surf(位置参数) | <= |
REAY | 光线 | 实际光线在某面的 y 坐标(该面局部坐标) | mm | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
REAX | 光线 | 实际光线在某面的 x 坐标(该面局部坐标) | mm | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
REAR | 光线 | 实际光线在某面的径向坐标 √(x² + y²)(该面局部坐标) | mm | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
REAA | 光线 | 实际光线离开某面后的方向余弦 L(该面局部坐标) | — | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
REAB | 光线 | 实际光线离开某面后的方向余弦 M(该面局部坐标) | — | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
REAC | 光线 | 实际光线离开某面后的方向余弦 N(该面局部坐标) | — | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
RAGX | 光线 | 实际光线在某面的全局 x 坐标(全局坐标以第 1 面顶点为原点) | mm | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
RAGY | 光线 | 实际光线在某面的全局 y 坐标 | mm | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
RAGZ | 光线 | 实际光线在某面的全局 z 坐标 | mm | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
RANG | 光线 | 实际光线离开某面后与该面局部 z 轴的夹角(弧度,与 Zemax 相同) | rad | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
RAID | 光线 | 实际光线在某面的入射角(与该处面法线的夹角,0–90°) | deg | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
RAED | 光线 | 实际光线在某面的出射角(折射 / 反射之后与面法线的夹角,0–90°) | deg | surf(位置参数)、wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
TRAY | 光线 | 像面横向像差 y(相对主波长主光线) | mm | wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
TRAX | 光线 | 像面横向像差 x(相对主波长主光线) | mm | wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
TRAR | 光线 | 像面横向像差径向 √(TRAX² + TRAY²)(相对主波长主光线) | mm | wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
RSCE | 像质 | RMS 弥散斑半径,相对质心(高斯求积) | mm | ring=3、wave=0、Hx=0.0、Hy=0.0 | = |
RSCH | 像质 | RMS 弥散斑半径,相对主波长主光线 | mm | ring=3、wave=0、Hx=0.0、Hy=0.0 | = |
RWCE | 像质 | RMS 波前误差,去倾斜(≈相对质心) | waves | ring=3、wave=0、Hx=0.0、Hy=0.0 | = |
RWCH | 像质 | RMS 波前误差,相对主光线(去平移) | waves | ring=3、wave=0、Hx=0.0、Hy=0.0 | = |
MTFT | 像质 | 子午 MTF(FFT,计算较慢) | — | freq、wave=0、field=1 | = |
MTFS | 像质 | 弧矢 MTF(FFT,计算较慢) | — | freq、wave=0、field=1 | = |
MTFA | 像质 | 子午/弧矢 MTF 平均 | — | freq、wave=0、field=1 | = |
STRH | 像质 | Strehl 比(主波长) | — | field=1 | = |
OPDC | 像质 | 某条光线的光程差(相对主光线参考球面,波长;与 OPD 扇同一口径) | waves | wave、Hx=0.0、Hy=0.0、Px=0.0、Py=0.0 | = |
ZERN | 像质 | Zernike 系数(波长,相对主光线参考球面;与 lb zernike 同一口径:Fringe 拟合 37 项) | waves | term(位置参数)、wave、field=1、type=0、grid=65 | = |
DISG | 像质 | 广义畸变(同 Zemax DISG / 网格畸变):视场 (Hx, Hy) 主光线的实际像点与参考视场处线性(ABCD)预测像点之差的长度 ÷ 预测像高(%,实际短于预测为负);Hx、Hy 省略时取第 field 个视场。Zemax 的 Px、Py 不起作用(OpticStudio 2023 R1 实测与主光线同值),不导入 | % | field=1、ref=0、wave、Hx、Hy、absolute=0 | = |
DIMX | 像质 | 最大畸变绝对值:从轴上到第 field 个视场(0 = 最大视场)的主光线,参考轴上(同 Zemax) | % | field=0、wave、absolute=0 | <= |
RELI | 像质 | 相对照度:第 field 个视场相对 (0, 0) 视场(像方投影立体角之比,同 relative-illumination;抖动采样 101 × 101,与 Zemax 一致到约 1e-3) | — | field=1、wave | = |
SPHA | Seidel | 三阶球差的波像差系数 W040 = S_I/8λ(主波长的波长数,与 Zemax 相同) | waves | surf=0(位置参数) | = |
COMA | Seidel | 三阶彗差的波像差系数 W131 = S_II/2λ(主波长的波长数,与 Zemax 相同) | waves | surf=0(位置参数) | = |
ASTI | Seidel | 三阶像散的波像差系数 W222 = S_III/2λ(主波长的波长数,与 Zemax 相同) | waves | surf=0(位置参数) | = |
FCUR | Seidel | 三阶场曲(Petzval)的波像差系数 W220 = S_IV/4λ(主波长的波长数,与 Zemax 相同) | waves | surf=0(位置参数) | = |
DIST | Seidel | 三阶畸变的波像差系数 W311 = S_V/2λ;面号 0 时同 Zemax 给百分比畸变(最大视场、主波长,实际光线)(主波长的波长数,与 Zemax 相同) | waves | surf=0(位置参数) | = |
INDX | 材料 | 某面后介质在某波长的折射率 | — | surf(位置参数)、wave | = |
MNIN | 材料 | 范围内逐面约束:玻璃的d 线折射率 nd 下限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | — | surf(位置参数) | >= |
MXIN | 材料 | 范围内逐面约束:玻璃的d 线折射率 nd 上限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | — | surf(位置参数) | <= |
MNAB | 材料 | 范围内逐面约束:玻璃的阿贝数 vd 下限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | — | surf(位置参数) | >= |
MXAB | 材料 | 范围内逐面约束:玻璃的阿贝数 vd 上限(同 Zemax:一行一个值 = 目标 + 各面超限量之和,权重计一次) | — | surf(位置参数) | <= |
RGLA | 材料 | 模型玻璃离最近的目录玻璃有多远:√Σ((Δnd/0.01)² + Δvd²),候选为 catalogs 里的厂商;目标 0,把优化中的模型玻璃拉回真实玻璃附近(与 glass-substitute 同一个距离) | — | surf(位置参数) | = |
EXPR | 数学 | 表达式(MATLAB 风格,可返回向量、逐元素计残差):行名、向量、区间、数学与归约函数、直接调用操作数,如 expr="f/epd"、expr="max(RSCE(ring=3, Hy=0:0.25:1))";见 docs/optimization.md「表达式」 | — | expr | = |
默认评价函数
default spot centroid rings=3 arms=6 展开为逐光线横向残差(高斯求积,全部视场 × 波长按权重),参考质心或主波长主光线;default wave … 为逐光线 OPD 残差。可附带 glass_min / glass_max / air_min / air_max / edge_glass_min / edge_air_min,分别展开为 MNCG / MXCG / MNCA / MXCA / MNEG / MNEA。
评价函数值:MF = √(Σ w·(v−t)² / Σ w)(与 Zemax 相同的归一化)。