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) O7# 8g$ZIv
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介绍 c, FZ{O @
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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。 Y [%<s/
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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。 !6*m<#Qm
H_d^Xk QZ
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。 BL1d= %2 R
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P#Z%
k8E{pc6;
约洛望远镜示例 f yhBfA:u
Tga%-xr+
例如，考虑类似Yolo望远镜的： I T ?~`vi
vX<^x2~9(
.njk^,N
8M8Odz\3 q
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： lkJ"f{4f
v?(z4oOD/>
yz^4TqJ
tx ,q=.(
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： AfvIzs T0
AS/z1M_U
%Z+F X,AK
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm Ox9M ![fC
}j;G `mV2
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： tX~ *.W:
W Yd9p; k
7[ZoUWx
\Sv 8c}8
-1} &\=8M
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。 )LTX.Kg
K8RV=3MBLD
i $lp8Y2ih
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： qFN`pe,
6 l7 iX]
/z`.- D(
SUB get_scale KpC! C9
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm !p!^[/9"c
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case Q#z U0K* ^
! Get the wavelength, in microns A f Y ]i
primary = WAVL(PWAV()) ?10L *PD@
! to mm…primary = 1xjWD30
primary/1000 jx 14/E+^
! Scale factor is one wavelength equals this much sag .~X&BY>qP
! Factor of two because the surface is used in reflection X8y :=k,E
scale = -1 * primary/2 jM: |%o
RETURN 0( q:K6zI}
yb!/DaCd
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： ;e6L@)dp9
Tly*i"[&
FOR order = 1, max_order, 1 Pye/o
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! zE+^WeH|
PRINT VEC1(z_term)*scale M}]4tAyT
NEXT order HT7I~]W
@]etW>F_
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： kK=f@l
yM('!iG*/
9Y+7o%6e
Qt>Bvu Q
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。
