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!^I<#d K
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介绍 Z Y5Pf
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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。 P?jI:'u!R.
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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。 G,1g~h%I$
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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。 IJ :J H=8
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约洛望远镜示例 *Uf>Xr&
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例如，考虑类似Yolo望远镜的： gO @LJ
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这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： [o7Qr?RN
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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： VCIV*5
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出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm A ^zd:h-
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仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： ` 7?EE1o
YOA)paq+
U]9 k,#
8_O?#JYi
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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。 [8Z
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$' ::5 1
R:f ,g2
然后，我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏，但添加了额外的缩放因子： OsRizcgdA
_NpxV'E
Q]$ pg 5O
SUB get_scale ep*8*GmP
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm s3K!~v\L]
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case 58eO|c(
! Get the wavelength, in microns 1 xO-tIp/
primary = WAVL(PWAV()) .S* sGa uM
! to mm…primary = K<5 0>uG
primary/1000 jw0wR\1
! Scale factor is one wavelength equals this much sag ft4hzmuzM
! Factor of two because the surface is used in reflection ~]'yUd1gSZ
scale = -1 * primary/2 g yT0h?xDt
RETURN d'b9.ki\
8q:#
'
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： Ue"pNjd|
#%V+- b(
FOR order = 1, max_order, 1 @ 18}'k
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! 2h)Qz+|7
PRINT VEC1(z_term)*scale ktp<o.f[
NEXT order Q-1 Xgw!
,K|UUosS-#
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： NYzBfL
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zw iS%-F
"z_},TCy
Nx
E=^
v
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。
