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) pwS"BTZ
]4V1]
介绍 e57R6g)4
L6i|5 P
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。 5M~nNm[xJU
bJ1N f|3~E
sQ^t8Y 9
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。 Jc}6kFgO6
n- ],!pL^
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。 ]];pWlo!
IbL'Z
Yb_HvP
约洛望远镜示例 ,Wu$@jD/ ]
njZ vi}m~
例如，考虑类似Yolo望远镜的： 'UxI-L t
%#~wFW|]x
XqU Q{^;aI
0'.z|J g=
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： .-mIU.Nwi
mCk_c
|e+3d3T35
U#K4)(C
现在，要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统，我们只需要出口瞳孔位置和直径，如上一篇文章所示。此数据是： <H-kR\HF
z~tdL tcX
5@
td0
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm F E {c{G<
VS ;y
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： vV$^`WY4
&"gX
7cK8
)\VuN-d
<Opw"yY&q]
TbT/ 5W3
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。 $ BgaLJs/O
L kl E,W
p{W
Amly
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： +J;b3UE#
V9}\0joM
rr\9HA
SUB get_scale %mU$]^Tw(
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm 2-N7%] h
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case ska n1wQ
! Get the wavelength, in microns DNgh #!\X
primary = WAVL(PWAV()) KnA B FH
! to mm…primary = ":qHDL3
primary/1000 }~PG]A
! Scale factor is one wavelength equals this much sag J a4M@z
! Factor of two because the surface is used in reflection 1y6<gptx
scale = -1 * primary/2 ~MC 5rOA
RETURN }vOg9/[{
50Gu~No6
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： oQV3
Xf#;`*5
FOR order = 1, max_order, 1 0-{E% k
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! 3fpaTue|x
PRINT VEC1(z_term)*scale xg^%8Ls^
NEXT order MZf?48"f
.E+O,@?<
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： R[m{"2|,Lc
"M/) LXn:0
V_m!<s r (
<oT1& C{
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。
