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) ylt`*|$
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介绍 =Umw$+fJr
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这是“如何使用Zernike系数对黑盒光学系统进行建模” 的姊妹篇。两篇文章可一起阅读。 m(pE5B(
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Zernike数据表示光学系统在特定场和波长下的性能测量。因为关于玻璃、曲率半径、非球面系数等的信息。不是 Zernike 数据的一部分，无法将 Zernike 数据缩放到不同的场或波长。 w@ N
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如果您使用的是全反射设计，则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差，因为全反射系统不会遭受色差。 J,Ks0M A
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约洛望远镜示例 2WU@*%sk"
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例如，考虑类似Yolo望远镜的： jBegh9KHq
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kF/9-[]$g,
0v9rv.Y"
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： ^tXJj:wtS
a 'z)
Yo[;W
vu
7b<yVP;{
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： )_U<7"~0l
lsJnI|
Z)jw|T'X
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm lT(oL|{#P
1Tu
*79A
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： } \ZaE~
F&&$Qn_+
\h B5@e4i2
TY1I=8
OoWyPdC+P
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。 m auI42
~ R(%D-k
e o pD5
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： 9(@ \&>)
V O3x~E
s0PrbL%_`
SUB get_scale :s4p/*f
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm ^k]XEW{PG
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case P>Ez'C
! Get the wavelength, in microns {7)st
W
primary = WAVL(PWAV()) M@5?ZZ4L
! to mm…primary = p\bDY
primary/1000 |`cKD >
! Scale factor is one wavelength equals this much sag ^k9kJ+x^S2
! Factor of two because the surface is used in reflection }K&7%N4LZ
scale = -1 * primary/2 3g >B"t
RETURN &uO%_6J
9]@A]p!
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： o93`|yWl
1R,:
FOR order = 1, max_order, 1 .C--gQpIv
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! /oriW;OF
PRINT VEC1(z_term)*scale >/8y GBD
NEXT order
6q{HU]N+
E160A5BTx
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#s,- u u
)Q .>rX,F
)gMG #>up@
!1 ED~3 /X
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。
