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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) s mn(q)tt VKw.g@BY 介绍 1|s` z +?*.Emz l@ 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。 x^i97dZS^" T00sYoK
C-@M|K9A' 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。 L?P[{Ohh/ MtgY `p
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。 b"`Q&V . lp5'-Jo
X+HPdrT 约洛望远镜示例 Sn
7 h$ :oYSvK7> 例如，考虑类似Yolo望远镜的： U#sv.r/L}3  aqI m W <lU(9)
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{zc*yV\ 这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： x9 t %  #6mw CA| =Lb(N61
qlg.\H:W~ 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： jeO`45O O*N:.|dUw
EM1HwapD 出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm w@YP G{"j foY]RkW9 仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： YACx9K H FP Z@ 6  xF YHv@g >{A)d<
! \$4A, 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。 |%rRALIY 6 /p9ag]
E@l@f 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： Zs;c0T "> +# !?+'A
X4Uy3 TV> SUB get_scale v}z^M_eF m ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm X'%BS ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case >}C:EnECy ! Get the wavelength, in microns Cv&> :k0V primary = WAVL(PWAV()) `r}a:w- ! to mm…primary = . vIRz-S primary/1000 &N3a`U a ! Scale factor is one wavelength equals this much sag $RHw6*COG ! Factor of two because the surface is used in reflection Z^J)]UL/ scale = -1 * primary/2 (Hmh b}H RETURN vDR>
Q&/K
JE@3 UXg 然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： 5 nmE*( ,?%o ~ FOR order = 1, max_order, 1 >>;He7 z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! UIZ9" Da PRINT VEC1(z_term)*scale &sXk!!85: NEXT order w*(1qU F#% @00&J~D 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： us<dw@P7{  bHTTxZ- % 3.=o }!
>Il{{{\> 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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