ZEMAX中的近轴放大率和角放大率详解
ZEMAX中的近轴放大率和角放大率详解
近轴放大率（PMAG）
近轴放大率（Paraxial Magnification）是ZEMAX软件中的一个重要操作数，用于描述成像系统的基本放大特性。它是在假设光线近乎平行于光轴的情况下计算的，代表物体在像平面上的成像大小与物体实际大小的比值。
在Zemax中，PMAG操作数用于计算指定视场（Field）和波长（Wavelength）下的像平面最大像高（Image Height）。这个操作数对于评估光学系统在特定条件下的性能非常有用，尤其是在需要控制放大倍率的应用中。
PMAG操作数与系统的焦距（Focal Length）、入瞳直径（Entrance Pupil Diameter）和放大倍率（Magnification）等参数密切相关。通过调整这些参数，可以间接控制PMAG值，从而影响系统的成像性能。
当孔径角很小时，I，I’，U’都很小，这时光线在光轴附近很小的区域，成为近轴区，近轴区内的光线成为近轴光线。
角放大率（AMAG）
角放大率（Angular Magnification）是另一个重要的ZEMAX操作数，用于计算光学系统在特定视场和波长条件下的角放大率。角放大率考虑了光线与光轴的夹角，适用于更广泛的光学系统分析，包括那些不严格遵循近轴近似的系统。
与PMAG不同，AMAG提供了一个更全面的视场角度考虑，尤其是在需要精确控制成像角度的应用中。
放大率学习
角放大率γ是共轭面上的轴上点A发出的光线通过光学系统后，与光轴的夹角U`的正切和对应的入射光线与光轴所成的夹角U的正切之比，一般用γ表示,如图所示。
角放大率示意图 假定由A点发出的成像光束的会聚角为U，则会聚在像点A的光束的会聚角将为U，则有
对近轴光线来说，U和U趋近于零，这时tanU和tanU趋近于u和u`。由此得到近轴范围内的角放大率公式：
由牛顿公式，得
由高斯公式，得
由上式可知，角放大率只和l、l`有关。因此，其大小仅取决于共轭面的位置，而与光线的会聚角无关，所以它与近轴光线的角放大率相同。
三种放大率之间的关系三种放大率并非彼此独立，而是相互联系的。