镜头结构调整之后，焦点是不是落在了合适的位置，光盯着布局图里光线汇聚的样于是不够的。大家经常会问，在Zemax里面怎么做才能画出点列图，以及怎么通过点列图去判断离焦的变化趋势，这需要同时参考标准点列图和离焦点列图。点列图会把各个视场和不同波长的光线最终落在像面上的位置展示出来，光斑的尺寸和形状能够反映出像差、离焦状态，还有边缘视场有没有发生变化。按照官方的说明，如果一个系统不存在像差，那么物点发出的光线就会聚拢成一个理想的像点。

　　一、Zemax怎么画点列图

　　要想观察当前像面上的光斑表现，标准点列图是最常用的工具。在开始分析之前，需要先把系统的波长、视场范围以及像面位置都核对完整，不然后续的结果就没有参考意义了。

　　1、打开标准点列图

　　进入OpticStudio的顺序模式，顺着菜单栏点开【Analyze】，找到【Image Quality】，再进入【Rays&Spots】，最后选择【Standard Spot Diagram】，就能调出标准点列图的分析窗口，窗口里会按照当前设定的视场把光线的落点显示出来，这也是官方教程给出的操作路径。

　　2、检查视场和波长

　　点开分析窗口中的设置按钮，确认一下需要查看的视场和波长是否选对了。中心视场和边缘视场不能搅在一起判断，多波长系统还要看看不同光波对应的落点有没有出现明显的分离。假如只查看默认视场，边缘的成像问题就很容易被漏掉。

　　3、查看RMS和GEO半径

　　点列图里通常会给出两个半径数值，一个是均方根半径（RMS），另一个是几何半径（GEO）。RMS半径更适合用来比较光斑总体的收敛程度，而GEO半径能反映光线落点最远扩散到了什么范围。点列图本身就会把光斑的分布、RMS半径和GEO半径一齐呈现出来，分析的时候既要看图，也要读这些数字。

　　4、统一显示比例

　　把不同视场的点列图放在一起比较时，要确认它们的图表比例是一致的，因为软件自动缩放之后，每个视场的光斑看起来可能都差不多大，实际的物理尺寸却差得很多。所以分析时一定要结合旁边的比例尺和半径数值，不能单凭视觉去判断。

　　二、Zemax点列图离焦趋势该怎么判断

　　标准点列图只能反映当前像面位置的光斑状况，如果想要知道焦点前后是怎么变化的，就需要用到离焦点列图，让软件在多个不同的离焦位置上分别画出光斑的分布图。

　　1、打开离焦点列图

　　同样从【Analyze】→【Image Quality】→【Rays&Spots】菜单里，选择【Through Focus Spot Diagram】，这个工具会把像面沿着光轴前后移动时点列图的变化显示出来，很适合用来判断离焦程度、焦深范围和像散的情况。

　　2、设置Delta Focus

　　在设置窗口里填好离焦步长参数，对于常规的有焦系统，这个参数代表相邻两幅点列图在光轴方向上的距离，单位一般选微米。软件会给每个视场都生成五组结果，分别对应负两倍步长、负一倍步长、零位、正一倍步长和正两倍步长的位置，这样就可以一次看清焦点前后的变化趋势。

　　3、观察光斑先缩小再放大

　　当我们沿着离焦位置从负值看到正值时，正常的光斑变化是先逐渐收缩，然后再慢慢散开，光斑尺寸最小的那一个位置，往往就是接近真实焦面的地方。假如最小光斑总是落在正向或者负向的离焦位置上，而不是在零位附近，那就说明当前的像面位置还有调整的余地。

　　4、看不同方向的拉伸变化

　　如果光斑在焦点的两侧出现了方向不同的拉长，比如一边朝横向拉，另一边却朝纵向拉，这通常提示系统里存在像散。不同视场的最小光斑位置如果不一致，也需要去检查是不是场曲在影响。利用离焦点列图可以大致估测像散的大小，找到最佳的焦面，以及判断系统的焦深。

　　三、Zemax点列图离焦结果怎么复核

　　点列图能够帮我们快速看出一些问题，但不能单靠它来替代完整的成像质量评价，在镜头方案准备定型之前，最好还是与其他分析结果一起对照着看。

　　1、分别检查中心和边缘视场

　　中心视场的光斑变得很小，并不代表边缘视场就一定稳定，比较稳当的做法是按照不同的视场角，逐个记录下它们的RMS半径、光斑的轮廓形状，以及各自最小光斑所在的离焦位置，然后再去判断毛病主要集中在哪个区域。

　　2、结合MTF和场曲图

　　如果点列图出现异常，可以接着去翻看MTF曲线、场曲和畸变图，点列图更侧重于看几何光线的密集程度，而MTF图在评价不同空间频率下的成像清晰度上有优势，它们放在一起比较，得出的结论才更靠谱。

　　3、保存调整前后结果

　　修改了像面厚度、曲率或者光学材料之后，要用同样的视场设定和离焦参数重新跑一次结果，把前后的分析图都存下来，只有分析条件保持不变，两次结果的对比才有价值，不然很难说清楚改动到底起了什么作用。

　　总结

　　所以总的来看，在Zemax里画点列图和判断离焦趋势，能够按照这样的顺序来走：先打开标准点列图，核对好视场和波长，再关注RMS和GEO半径的数值，之后用Through Focus Spot Diagram去观察焦点前后的光斑变化。光斑先收缩再扩散是常见的趋势，一旦最小光斑偏离了零位、不同视场的焦点不在一处，或者光斑拉长的方向明显有别，都需要进一步去检查像面位置、场曲和像散，这样才能把问题找得更准。