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) M*bsA/ Z
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介绍 h^_^) P+;
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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。 jygUf|
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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。 s-5 #P,Lw
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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。 *J]p/<> {
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约洛望远镜示例 8 e_]
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例如，考虑类似Yolo望远镜的： "=+i~N#Sc
JL!^R_b&c
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这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： [kpQ:'P3
*~4<CP+"0
c%O97J.5b
@YRy)+
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： 5D=U.UdR
J"<
h#@`
k%u fgHl!
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm uH? 4d!G
J @~g >
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： L4T\mP7D7*
= 03G~7B>
+w(6#R8u5
-hfkF+=U'
g"Hl 30o
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。 ?D7zty+}^
p
%.Adxx
8 %?MRRK
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： |OAiHSW"V
^b~ZOg[p
!gV{[j?~zr
SUB get_scale Drf A u
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm G5OGyQp
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case oiR9NB&<
! Get the wavelength, in microns ooB9i No^
primary = WAVL(PWAV()) yMM2us#*+q
! to mm…primary = -DJ ,<f*$
primary/1000 >EA\KrjW
! Scale factor is one wavelength equals this much sag <KtL,a=2+
! Factor of two because the surface is used in reflection ltU{P|7!E
scale = -1 * primary/2 %Jd!x{a`>A
RETURN <\uDt bK
=Ez@kTvOs
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： >dgq2ok!u
~iiDy;"
FOR order = 1, max_order, 1
/*e<r6
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! G\5Bd o1g
PRINT VEC1(z_term)*scale 8 "NPj0
NEXT order /E{tNd^S
pRxVsOb
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： DzA'M X
8 l= EL7
T*Ge67
[ ~cz| C#
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。
