CODE V视场图（FMA）功能简介（一）——Code V基础功能篇

视场图（FMA）可以将光学系统性能随视场变化情况可视化。FMA对于视场敏感的光学系统来说是一个很好的分析功能，特别是当使用节点像差理论（矢量波像差理论）对离轴光学系统进行分析时，该功能显得尤为重要。

FMA将分析结果以视场网格点的形式展示，性能指标包括畸变、像散、光斑直径、波前误差、衍射效率等。此外，FMA可以自定义视场范围及采样间隔，不受系统数据里的视场限制。

本案例演示了在离轴三反镜系统中如何使用视场图（FMA）功能评估不同的性能指标。

通过本文可以了解如何访问视场图（FMA）功能，以及如何设置输入参数。

矢量波像差理论简介

矢量波像差理论最初是为了研究倾斜元件构成的光学系统的像差特性而建立的，其构建于共轴光学系统的波像差理论基础之上，因其在一个或几个视场点上的像差（特指几种独立像差）为零，故又称节点像差理论。矢量波像差理论的两个基本性质为：1. 在像面上整个光学系统的像差是各表面像差贡献之和；2. 每个面的像差场的中心位于曲率中心和光瞳中心的连线上。基于此，可以推导出矢量波像差的数学表达式:

偏心造成的像差可以表示为，其中为归一化像平面矢量，为失调带来的像差。式中各项分别代表了三阶球差、三阶彗差、三阶像散、三阶场曲以及三阶畸变。通过分析各项求解结果，找到视场中像差为零的位置，可以得到各三阶像差的在视场中的分布情况。通过矢量波像差理论可以定量描述偏心与倾斜对共轴光学系统波像差的影响，能够指导非共轴光学系统的设计，同时还可以将偏心、倾斜等失调量与失调光学系统的波像差建立关系来指导光学系统装调。

离轴三反镜光学系统模型

访问文件→新镜头并在随后出现的对话框中选择CODE V示例镜头，并在其中找到名为cv_lens:threemrc.len的镜头，随后点击完成。

生成镜头的三维图形

可以通过两种方法生成镜头的三维图形：

1.      通过点击工具栏上的快速三维查看按钮生成三维图形；

2.      通过在菜单栏中选择显示→三维查看生成三维图形，并在随后弹出的对话框中直接点击确定以接受绘图的默认设置

评估视场图

1.      选择分析→诊断→视场图（FMA）；

2.      在弹出的对话框中，在视场显示标签页中将显示类型选为二维显示，将性能指标选为畸变，该选项为未校准畸变。

3.      在视场描述标签页中输入：

最小X视场=-2

最小Y视场=-2

最大X视场=2

最大Y视场=2

X方向视场点数量=5

Y方向视场点数量=5

4.      在输出控制标签栏中将缩放大小设置为2。该步骤用来调整畸变矢量的绘图大小，以便将所有视场下的畸变矢量绘制在一张图表中，避免相互重叠。

5.      点击确定进行图表输出。

对于像光刻系统等需要将物体精准成像在像面上的光学系统来说，未校准畸变是一项重要指标。