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) 2!QJa=
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介绍 0/6f9A
U,gg@!1GJo
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。 ,gVA^]eDh
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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。 c/jU+,_g
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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。 N<zD<q
\'x F\ V
I% ivY
约洛望远镜示例 bE74Ui
XT9]+b8(M
例如，考虑类似Yolo望远镜的： % r`hW \4{
W;4rhZEgd
,6=j'j1#a
v,I4ozDx
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： Sb+^~ M
:XC~G&HuF6
I q]+O Q
@SjISZw _
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： g`i?]6c}jt
<U%4$83$
A(V,qw8
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm RP9 #P&Qk
InBnU`(r
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： /H/@7>
mEeD[d MN
o,>9|EMQZ
`|)V]<
&b'IYoe
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。 % CV @FdB
RL4J{4K
Q"7v zr i
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： }$i Kz*nx|
Y)H~*-vGu
,P ~jO
SUB get_scale d 0``:
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm w%~UuJ#i
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case ) l g>'O
! Get the wavelength, in microns /*Iq,"kGz
primary = WAVL(PWAV()) @( p 9}
! to mm…primary = ; l`us
primary/1000 B6ee\23
! Scale factor is one wavelength equals this much sag 1[p6v4qO{
! Factor of two because the surface is used in reflection Iz^h |
n
scale = -1 * primary/2 dD YD6
RETURN 3N c#6VI
Gf71udaa
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： ^% ZbjJ7|j
tf[)Q:|
FOR order = 1, max_order, 1 iOY : a
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! 3MX&%_wUhB
PRINT VEC1(z_term)*scale %4' < 0
NEXT order >vQ8 ~*xd
u+EZ"p;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： JOwm|%>3a
9U&~H*Hf
$ /`X7a{
9`y@2/!Y
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。
