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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) WFem#hq o0l7 4 介绍 AuXs B (0R2T"/ 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。 +(&| u q^ l|q%% W0
BPewc9RxV 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。 `7\H41%\pp F,& )X>:l
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。 1x{kl01m% :BD>yOlG
1O0X-C,wo$ 约洛望远镜示例 #A )Ab%r8" QZ~0o7 例如，考虑类似Yolo望远镜的： N57 1s  (hN?:q?' *V DVC0R
X3yS5wh d( 这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： mX;H((  (;ADW+.`J n}q$f|4!
zN")elBi 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： 9@'4P i ?-Y
0 >FE% 出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm 'Wp @b678 ;MPKJS68@ 仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： kP^*h O!% \=fh-c (J,  #c:kCZt# ``4?a7!!
!i Jipe5 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。 ^{[[Z.&R? ~}, W8\C>
7&|6KN}c 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： yWY|]Pp 2y%R:Mu
niz 'b]] + SUB get_scale $r15gfne > ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm ShGp^xVj ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case g "*;nHI D ! Get the wavelength, in microns cmDT
+$s primary = WAVL(PWAV()) QN g\4 % ! to mm…primary = T5e^J" primary/1000 YtYy zX5u7 ! Scale factor is one wavelength equals this much sag ix*muVBj. ! Factor of two because the surface is used in reflection a g;dc scale = -1 * primary/2 8,*3zVk- RETURN 6bL~6-h%)
(a#pvEY 然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： Nw pS)6<- ti2 FOR order = 1, max_order, 1 =/}X$,@2 z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! HeozJ^u \? PRINT VEC1(z_term)*scale mb{q(WEPP NEXT order @GeHWv <5IQc[3]aP 然后使用导入工具将 Zernike 数据导入到 Zernike 标准凹陷表面，可以看到相同的波前误差和其他光线追踪结果： p6 [ (81  A[JM4 x
Qxq-Mpx{
E9$H nj+m 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。
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