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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) 'JZJFE7Z >S1)YKgz 介绍 yoRU_%xA KQld YA|m 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。 FP#FB$eP
,;<RW]r-P
X 6 lH|R Zernike数据表示光学系统在特定场和波长下的性能测量。因为关于玻璃、曲率半径、非球面系数等的信息。不是 Zernike 数据的一部分，无法将 Zernike 数据缩放到不同的场或波长。 '~ 4pl0TWc E15vq6 DKF
如果您使用的是全反射设计，则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差，因为全反射系统不会遭受色差。 Vvt ; W%e_~$H0
[ U8$HQ+x 约洛望远镜示例 6*nAo8gl $&Kq*m 0g 例如，考虑类似Yolo望远镜的： ,&7Wa-vf  GIf trYr Q<6P. PTya
|2`"1gt 这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： T#!lPH :&h  #.5 vC5 m ,>
h(B,d,q" 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： a$9A(Pte ?$z.K>S5
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O/O=> 出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm 'R9g7,53R W~ U Lc 9 仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： ~%ozgzr^ ~vgA7E/XV  RGD]8 mw m-V02's
;`v% sx# 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。 _7kM]" >j P2 0|RvE
,>LRa 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： "Vd_CO g):]'
(LJ@S eM; SUB get_scale 68R1AqU_ ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm M R'o{?{e` ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case XD-^w_ ! Get the wavelength, in microns 9l +{OA primary = WAVL(PWAV()) 7ODaX.t-> ! to mm…primary = 9.M{M06; primary/1000 ohc1 ~?3b ! Scale factor is one wavelength equals this much sag RbQ < m!A ! Factor of two because the surface is used in reflection +`bC%\T8? scale = -1 * primary/2 ad n|N RETURN >O]s&34
Ulqh@ CE) 然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： (A/0@ f1# ~fzuwz FOR order = 1, max_order, 1 9 1P4:6 z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! 80ZnM%/} PRINT VEC1(z_term)*scale UP2.]B!d NEXT order VY'Q|[ jB@ 4b 'y 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： )u@c3?$6  kJ=L2g>W<. ])y{BlZ
IS]{}Y\3H 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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