非球面透镜表面特性理论分析
本文从理论上对非球面透镜表面特性进行了深入地研究，提出了非球面透镜表面特征的计算方法，并给出了计算非球面透镜表面特性公式，并且分析了非球面透镜表面特性的拟合误差。
 摘要：非球面透镜在一些高精度的光学系统变得越来越重要。并且与其他光学透镜一样，其表面必须在面形精度和表面粗糙度上满足相同的质量标准。本文从理论上对非球面透镜表面特性进行了深入地研究，提出了非球面透镜表面特征的计算方法，并给出了计算非球面透镜表面特性公式，并且分析了非球面透镜表面特性的拟合误差。以K9玻璃非球面光学透镜为例，详细讨论了其表面特性函数。结果表明，非球面透镜表面特征函数具有较高的精度，其拟合误差优于±30nm。 关键词：非球面；表面特性；拟合误差 非球面透镜作为一个重要的光学元件，在光系中占有着重要的地位。一个非球面透镜在光系中起到的作用要优于3~4个球面透镜，主要是因球面透镜在光系统中存在球差，比如横向偏差、轴偏差和角度偏差，从而限制了球面透镜在光学系统的应用。而非球面透镜具有消除球差的能力，从而大的提高了非球面透镜在光系统中的使用范围。 对非球面透镜的研究主要在两个方面。1.采用光学设计软件(比如CODE V和ZEMAX)对非球面透镜进行设计，从而解决非球面透镜中的光线传输和成像问题；采用针对非球面的制备过程进行研究。 国外在非球面表面拟合度方面进行了比较深入的研究，对非球面拟合方法研究较少。Hector提出了一个适合于圆锥非球面曲线算法；ZHANG基于线性最小二乘法提出了非球面参数计算算法；Gugsa等通过改变圆锥常数k的值，利用最小二乘法的最值法来得到标准表面的最佳轮廓。以上方法只考虑单一标准曲面表面，日在测量非球面时，圆锥常数k的估算会因为多项式系数的不同而产生偏差。在本文中，通过理论分析，建立了非球面表面特性函数，并且以K9玻璃为例，讨论了非球面表面特性函数，并对其拟合误差进行分析。 ...... 
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