作为光学工程师，我们使用不同的工具和技术来评估光学设计的性能时，模拟系统的射线追踪程序。其中一个工具就是点图。一开始使用它们可能会有点混乱，但这是一种很好的方式来传达光学系统的质量。
假设我们有一个成像光学系统。我们希望这个系统能够尽可能地还原真实物体的图像。光点图显示了光学系统假设该物体是一个光点而产生的图像。它提供了光学系统质量的快速视觉评估。由于像差、彗差、球差、色差等不同像差所引起的图像变形可以瞬间观察到。
下面是一些典型的像差点图。
光斑图示例
让我们将这些光点图与非像差的光点图进行比较(如图1的第一行所示)。无论在哪个观测平面上，非像差的光点图都保持相同的光线分布。举例来说，将其与球差进行比较，在点图的边缘或中心有较高浓度的球差。彗发使光点图的形状变形，使其呈现出预期的彗星形状，而散光则显示出从矢状焦点到横向焦点的变化。
然而，光点图本身可能不足以描述光学系统的质量。有可能得到一个很好的点图，但有比期望的更多的波前误差。有必要再看一看其他类型的分析，以复核点图。例如,Strehl比率是另一个用于光学系统进一步鉴定的好工具。
点图通常以矩阵形式显示，如图2所示。矩阵有两个轴;水平轴是到焦点左右的距离。这对于观察不同平面上光斑形状的变化是有用的(它可以用来定义焦点深度，或者像散系统中最小混淆的圆)。垂直位移评估了当物体放置在光轴上方时系统的行为。在我们的图中，最上面一行显示了一个离轴0.253度的对象的点图。
如果你仔细看上面的点图，你可能会看到一个小的黑色圆圈。这是艾里斑，表示光学系统的衍射极限。这是完美镜头下最小的光斑尺寸。如果你的点图在那个黑色圆圈内，你可以假设最后的点是艾里斑的那个点。
点图是一种快速、简便的光学系统成像质量评价方法。但是，它们应该与其他工具结合使用，以提供完整的图像分析。
