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) nuKcq!L
Ml_Hq>\U
介绍 r>: ~!o*
"; 1@f"kw
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。 |d$4Fu(M~
RW{y.WhB
"I3
#/~q
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。 $RH.
SzP`(}AU
如果您使用的是全反射设计，则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差，因为全反射系统不会遭受色差。 @E 8P>k q
:V3z`}Rl
nw4 I<Q
约洛望远镜示例 l1bkhA b
:KmnwYm
例如，考虑类似Yolo望远镜的： 44NM of8N
HQvJ*U4++
GO?hB4 9T
xi51,y+(5
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： 3
,zW6 -}
0iYo&q'n
lZAXDxhnT
Rh} }8 sv
现在，要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统，我们只需要出口瞳孔位置和直径，如上一篇文章所示。此数据是： 5?MaKNm }
]_BH"ng}
ZDG~tCh=@
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm yk y% +@2q
e2e! "kEF
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： G9^xv
IRGcE&m
:8K}e]!c1
y8_$YA/g
t"zi'9$t
其中，系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径，近轴透镜的焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 {d XT j 7
AsD$M*It
5(gWK{R)*
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： z&cM8w:
lE gjv,
t~7OtPF
SUB get_scale 0kSM$D_
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm Q^;:Kl.b
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case IyI0|&r2A
! Get the wavelength, in microns 0-~s0R89A
primary = WAVL(PWAV()) hq&|
! to mm…primary = Nm
! ~h|3
primary/1000 /ej[oR
! Scale factor is one wavelength equals this much sag oYdE s&qq
! Factor of two because the surface is used in reflection Lb)rloca
scale = -1 * primary/2
tKS[
RETURN 3dSb!q0&N
C{,^4Eh3r
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： m}u)C&2>
k 3H0$1
FOR order = 1, max_order, 1 Jz=|-F(Sy
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! F^$;hMh%
PRINT VEC1(z_term)*scale ; >>n#8`
NEXT order ^B0Qk:%P^N
LPBa !fq
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： 5x% Blkx
;DSH$'1i
HdgNy \
7nNNc[d*=
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。
