如何设计折反混合全景探测系统

在进行设置前需要注意以下几点：首先，OpticStudio会自动调整反射镜的尺寸以使所有光线通过反射镜反射，我们可以验证在镜头数据编辑器中的“半直径 (Semi-Diameter)”参数。您可以直接编辑这些半径参数或使用自动调整功能。其次，我们可以看到在镜头数据编辑器中的“材料 (Materials)”已经更改为“Mirror（镜面）”，该设置将告诉OpticStudio我们需要光线在该表面发生反射而不是透射。最后，需要设置曲面镜和平面镜的间距18.5mm为负值，这将使平面反射镜（表面3）放置在曲面镜的左侧。需要注意的是，如果在本例中为了将间距设为正值而翻转反射镜的顺序的做法是错误的，这会使入射光线先打到平面镜而不是曲面镜上。

此时系统的布局图如下所示：

系统设计：折射系统

我们需要新建一个文档来设计折射系统。反射镜系统主要用来收集光束，而折射系统则主要用来将光成像到探测器上。由于反射系统会引入一定的像差，因此折射系统的主要作用就是用来矫正像差。并且折射系统需要在之前反射系统的基础上进行设计。

为了确保前一个系统的光正确耦合到下一个系统中，我们需要确认所有视场下（105°视场角）的光线都进入了折射系统。为此我们需要明确光线从反射系统出射的角度，并将该角度设为折射系统的视场角，其中每个视场的视场角由当前视场的主光线决定。在OpticStudio中有很多方法可以得到一条光线的角度信息。我们可以选择追迹实际光线，但在本例中我们使用优化操作数RAID来读取任意光线在任意面的入射角度。操作数设置如下所示：

由于我们只想读取主光线的入射角而不进行任何优化，因此我们无需在操作数上设置任何目标值和权重。刷新优化编辑器后可以看到边缘视场的主光线在表面4的入射角约为16.898°，由于表面4为没有任何光焦度的平面，因此该角度就是边缘视场进入折射系统的视场角。本里中我们不仅需要将折射系统的视场角匹配从反射系统出射的光线角度，还要使反射系统出瞳的位置和尺寸与折射系统入瞳的位置和尺寸相匹配。我们可以在反射系统的系统数据报告中读取出瞳的位置和尺寸：