1 引言
光学系统（Optical
system）是指由光源、一系列的光学元件和探测器等组成的系统，通常用来完成对光束的调控、成像、测试等功能，例如人的眼睛、一台显微镜、一部望远镜等都可以看作是光学系统，有的时候，一组光学镜头也可以认为是一个光学系统。实际中，对于低成本的消费类光学系统，通过对它内部光学元件的指标做管控，就足以保证系统的性能，因此不必要再对系统的性能做额外的测试。然而，对于精密级光学系统，它的规格指标要求较高，这个时候，单纯对其组成光学元件的公差做管控已经不够了，需要专门对光学系统的性能做测试，必要的时候，要对系统做精细的调整。在本篇中，我们将对光学系统的性能指标做介绍，首先对这些指标做了分类，随后针对各类的性能指标做了阐释说明。2 光学系统性能指标的分类
当光学工程师需要开发一个光学系统时，第一步就是首先明确光学系统的指标，光学系统的指标可以大致分为以下四类：功能类指标是与系统应用紧密相关的，这类指标包括系统的工作波长、通光口径、焦距等光学基本参数，以及系统的工作距离，视场大小等参数，在系统开发初期，工程师需要与用户详细沟通这些指标并达成一致。在一个光学系统的开发过程中，有必要设置几个时间节点，在这些节点，系统开发者需要与客户对齐一下技术目标和成本目标，以确保双方的期望是一致的。技术的指标包括系统的长宽高尺寸、重量、使用的光学件与结构件的数量与种类等。系统的成本也是一项指标，它能为系统的成功研制提供必须的经济预算。当系统的光学设计完成后，需要确保这些理论的计算结果能够在实际中变成现实。此时，光学系统的公差分析就发挥了作用，为了满足系统的整体性能指标要求，同时不给元件加工引入额外的成本增加，需要对光学系统做严谨的公差分析和计算，从而得出合理的光学元件或者子系统的指标。几乎所有的光学系统都同时包含光学件和结构件，因此，光学件与结构件的装配接口参数需要明确，系统中光学件的装配流程也需要确定下来。当系统中包含图像采集模块和软件处理模块时，探测器的信号定义、使用的图像处理软件和相应的算法也需要明确。在以上指标都确定后，需要生成系统开发的技术协议和相关的图纸，技术协议上量化了系统的指标，图纸上也对相关的指标做了确定的标注，从而使得开发工作有章可循。3 与系统性能相关的国际标准
有一系列的ISO国际标准来对光学系统的性能指标做规定，这些标准相当于是对系统的性能测试建立一个约定，供需双方都可以参照。例如，当系统里的光学元件或子系统是在不同的加工厂家生产时，就都可以遵守这些标准来执行，不至于出现明显的差异。其中，与光学系统测试有关的ISO标准文件如下：![]()
有需要的朋友，可以查阅上述对应的标准来了解更多的技术细节。
4 具体的系统性能指标
基本的光学系统参数包括光学系统的焦距、放大倍率、F数/数值孔径/光瞳直径、波长范围与光谱权重、视场角、成像的高宽比、像距、物距、物方自由工作距、入曈与出瞳的位置，Zoom缩放倍率范围和传感器的特征参数等。制造类指标具体包括系统的总长度和体积、最大重量、最大口径、包含透镜的数量、生产成本、系统中非球面元件的数量、对光学材料的要求（如是否用塑料、避免毒性等）、镀膜要求、是否有衍射光学元件的使用，元件的表面质量、机械接口尺寸、与其他系统的光学接口、装配要求等。这类系统性能参数包括系统的光谱透过率、渐晕大小、杂散光、成像质量（波像差、Strehl、MTF等）、畸变大小、像面场曲、焦深、照度均匀性，有效的温度范围、抗冲击与抗振性能、鬼像情况、远心误差、保偏性能等。实际中，基于光学系统的应用条件，有针对性的控制特定的几个性能参数即可，不必做全部的评估和测试。5 结语
在本文中，我们对光学系统的指标规格做了概述，按照内容的不同，系统的指标可以分为功能类指标、制造类指标，光学元件的指标和光学装配的指标四大类，我们对这四类指标做了阐述。有一系列的ISO标准对系统指标的定义和测试方法做了说明，本文列举了与光学系统测试有关的ISO标准文件号及其主题内容。文中在最后列举了主要的光学系统性能参数，具体包括光学系统的基本参数，制造类参数和性能类指标参数。详细通过本篇的阅读，大家对于光学系统的指标参数有了大致的了解，在后续的文章中，我们将对光学系统的这些指标参数的具体定义和测试方法做展开介绍，敬请大家期待！了解更多内容，可以查阅以下资料：
