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) U#=5HzE
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介绍
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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。 heN?lmC
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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。 u~y0H
IGC:zZ~z
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。 m^M sp:T,
/$NZj" #
]= nM|e
约洛望远镜示例 9yt)9f
_cw~N
p
例如，考虑类似Yolo望远镜的： jj$D6f/mOG
ub, GF?9
;('(Yn7~
9p{7 x[ C
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： y>YQx\mK
mOQN$d [
K[~fpQGbV1
,K yG^;Riy
现在，要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统，我们只需要出口瞳孔位置和直径，如上一篇文章所示。此数据是： Zj]jE%AT
`C +>PCO
!: <(p
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm Y)oF;ko:
"0ZBPp1q
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： 'W2 B* *}
^D.u
u{ +z?N
q{:]D(
(m3
<)
其中，系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径，近轴透镜的焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 @j/|U04_ Z
b|KlWt'
td"D&1eQ@
然后，我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏，但添加了额外的缩放因子： Q eZg l!
z +NwGVk3
2 YV*U_\L
SUB get_scale P/e6b
.M
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm 4 [o/p8*/
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case xP61^*-2
! Get the wavelength, in microns 7i@vj7K
primary = WAVL(PWAV()) (n +FEE<
! to mm…primary = fDU_eyt/Z'
primary/1000 A<$w
}Fy;
! Scale factor is one wavelength equals this much sag 94CHxv
! Factor of two because the surface is used in reflection "1iLf Q
scale = -1 * primary/2 KdTDBC
RETURN CL)*cu6zG
C1ZuDL)e
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： #vs=yR/tn{
![l`@NH[U
FOR order = 1, max_order, 1 n&N>$c,T27
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! qwomc2 8O
PRINT VEC1(z_term)*scale Fk*C 8
NEXT order $[1J[eY*
5dXDL~/2p
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： n=8DC&
%m5 &Y01
L7rH=gZ&!]
RAUD8Z
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。
