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) =qI JXV
5OpK~f5
介绍 M={k4r_ t
pg4M$;ED
这是“如何使用Zernike系数对黑盒光学系统进行建模” 的姊妹篇。两篇文章可一起阅读。 >jN)9}3>-#
0sV;TQt+f
w
y:USS?
Zernike数据表示光学系统在特定场和波长下的性能测量。因为关于玻璃、曲率半径、非球面系数等的信息。不是 Zernike 数据的一部分，无法将 Zernike 数据缩放到不同的场或波长。 *Z)`:Gae
]#3=GFs/
如果您使用的是全反射设计，则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差，因为全反射系统不会遭受色差。 gmJJ(}HVz
?>4^e:
B O/2kL8*
约洛望远镜示例 'hU&$lgMF
DX4
95<6*
例如，考虑类似Yolo望远镜的： @ B+
9)l[$X
} {j[
y$4,r4cmR|
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： ?%oPWmj}
hb`b Q
?=Ma7 y
) ae/+Q8
现在，要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统，我们只需要出口瞳孔位置和直径，如上一篇文章所示。此数据是： HbZ3QW P
F
=d L#@^
Y,>]) R[4
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm i]9SCO
c @2s!bs
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： Dugr{Y/0
7th&C,c&
B1*%pjy
3YA !2
.i[Tp6'%,
其中，系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径，近轴透镜的焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 T tkB
Vj~R6
i FS ?nZ~.
然后，我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏，但添加了额外的缩放因子： | iO2,99i
tao3Xr^?
ph^qQDA
SUB get_scale ?z
M s;
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm rpDH>Hzq
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case D / @:wY
! Get the wavelength, in microns MEq
()}7P
primary = WAVL(PWAV()) ^t9"!K
! to mm…primary = HYW+,ts'
primary/1000 64b9.5Bn
! Scale factor is one wavelength equals this much sag .\*\bvyCw
! Factor of two because the surface is used in reflection 9Tjvc! 4_b
scale = -1 * primary/2 r&Za*TD^
RETURN pS0-<-\R
!7^fji
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： =We}&80 x
A+;]# 1y(D
FOR order = 1, max_order, 1 \*d@_oQ$
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! I ?l*GO+pz
PRINT VEC1(z_term)*scale ^N0hc!$
NEXT order !Y`nKC(=z
GD~3RnGQ{
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： >/$Q:92T
.+{nfmc,c
AVyo)=&
&k : |
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。
