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本文介绍如何使用Zernike标准下垂表面对全反射系统进行建模。全反射系统是一种特殊情况，其中Zernike凹陷表面可用于模拟给定场点的所有波长下的性能。使用Zernike凹陷表面代替Zernike相位，因为衍射功率与波长变化时的反射功率不同。一个相位波是任何波长的一个波，但0.5微米处的一个下垂波在1.0微米处只有半个波。(联系我们获取文章附件) !ry+{ v+A m:`M&Xs& 介绍 8rS;}Bt %L]sQq, 这是“如何使用Zernike系数对黑盒光学系统进行建模” 的姊妹篇。两篇文章可一起阅读。 ]NBx5m+y@i ^7? WR?!
2[3t7 C Zernike数据表示光学系统在特定场和波长下的性能测量。因为关于玻璃、曲率半径、非球面系数等的信息。不是 Zernike 数据的一部分，无法将 Zernike 数据缩放到不同的场或波长。 'dh{q`#0 Rvu 5#_P
如果您使用的是全反射设计，则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差，因为全反射系统不会遭受色差。 HyWR&0J ;SjNZi)4d
D8u`6/^ 约洛望远镜示例 UCmy$aW
ebJTrh <{ 例如，考虑类似Yolo望远镜的： x=xo9wEg  7] 1a3Jk ^o _J0
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L5zCL0j` 这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： a?nK|Q=e  kiN,N]-V 7?uDh'utt
(!5Pl`:j" 现在，要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统，我们只需要出口瞳孔位置和直径，如上一篇文章所示。此数据是： S .x>w/ i~v[3 e9y7
LXxQI(RO 出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm ) V>OND W?aP%D"(i 仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： 4.wrY6+V 6pS}\aD  ]ne bL{}5 56c[$ q
yv]|Ce@8A 其中，系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径，近轴透镜的焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 'v0rnIsI? gy,)% { ,G
n!~ $Z/ 然后，我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏，但添加了额外的缩放因子： p.8 !L pjTMYs
|4pl}:g/Z SUB get_scale B=n90XO | ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm r^msJ|k8[ ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case BH~zeJ*Pr ! Get the wavelength, in microns 6S n&; ap primary = WAVL(PWAV()) sUc[!S:/ ! to mm…primary = \}.bTca primary/1000 W<#!H e ! Scale factor is one wavelength equals this much sag =8`KGeP$ ! Factor of two because the surface is used in reflection `S-l.zSZ4B scale = -1 * primary/2 Z&iW1 RETURN 2
yANf
Xp06sl7 M 然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： P/[RH e XgnNYy6W FOR order = 1, max_order, 1 4OJD_
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! %B#T"=Cx PRINT VEC1(z_term)*scale F7b%
x7b NEXT order {Y2 J: x (2Lmu[ 然后使用导入工具将 Zernike 数据导入到 Zernike 标准凹陷表面，可以看到相同的波前误差和其他光线追踪结果： MS#*3Md&y  g| 3bM
*BM#fe
`<v$+mG 原始文件和 Zernike 等效文件都在附件中。如果添加更多波长，您将看到两个文件在任何波长下都给出相同的结果。然而，详细的透射和其他偏振数据将不等效，因为Zernike文件对原始文件中使用的涂层一无所知，并且仍然没有办法预测望远镜的行为将如何随场变化：仍然需要一组每个场的Zernike系数。
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