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) " 0K5
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介绍 X: @nROL^7
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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。 7GWPsaPn
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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。 "A,]y E
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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。 H@,jNI h~h
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约洛望远镜示例 {$oZR" MP
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例如，考虑类似Yolo望远镜的： BLuILE:$
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这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： qW $IpuK
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现在，要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统，我们只需要出口瞳孔位置和直径，如上一篇文章所示。此数据是： .kBi" p&
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cC&R~h]|
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm Uj1^?d+b
`c(,_o a{
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： |
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k "'q
v3Te+oLg
ShF
][v1L
DIkD6n?V
其中，系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径，近轴透镜的焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 :*)~nPVV
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VKS:d!}3E
然后，我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏，但添加了额外的缩放因子： "Yq-s$yBi
Q?I)1][ !"
CNM/}|N^Si
SUB get_scale {jJU S>
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm \02j~r`o
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case 2JUX29rER
! Get the wavelength, in microns _ZC4O&fL
primary = WAVL(PWAV()) el;^cMY
! to mm…primary = K:46 5r:
primary/1000 It( 8s)5
! Scale factor is one wavelength equals this much sag
yL_-w /a
! Factor of two because the surface is used in reflection Y%anR|
scale = -1 * primary/2 *{)[:;
RETURN _+wv3?
c"
k_-=:(Z
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： f /eT4y
/^P ^K
FOR order = 1, max_order, 1 }8fxCW*|
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! vXq=f:y4
PRINT VEC1(z_term)*scale --D w8FR9
NEXT order :BC 0f9
3k5M ty
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： `P)1RTVx
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