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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) 0 t/ S_Q #)my)}o\p 介绍 o" 7,CQye n." j0kc7= 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。 h,TDNR<1L cM C1|3
/e4hB 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。 ~qFi0<-M gAv?\9=a)W
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。 &|/C *2A H# 2'\0u
NawnC!~ $ 约洛望远镜示例 \< T6+ 3p J@!Sf7k42 例如，考虑类似Yolo望远镜的： rf1-E5 7#  `\e@O#,^yI i"Ct}7 i
J[VQ6fD% 这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： < g6
[mS  "84.qgYaG _4[kg)#+
DFE?H 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： MbY a6jrF Vu~mi%UH
_wZ(%(^I 出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm )o AK)e pOnZ7( 仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： ]=@>;yP) rb`C:#j{J  Q? W]g%:) %8S!l;\H5
]%>;R^HY 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。 #G)ZhgB^ f\ ^FUJy
R4@C>\c %m 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： Nm#KHA='Z f.rHX<%q9B
',J3^h!b SUB get_scale 0DS<( ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm ;M@ /AAZ ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case L.+5`& ! Get the wavelength, in microns K< Iz5+oD primary = WAVL(PWAV()) 2 )4{ ! to mm…primary = ?=Ma7 y primary/1000 ) ae/+Q8 ! Scale factor is one wavelength equals this much sag HbZ3QW P ! Factor of two because the surface is used in reflection F
=d L#@^ scale = -1 * primary/2 Y,>]) R[4 RETURN RX7,z.9@'O
$Iqt
c)DA 然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： /+02 B P
k"GW3E; FOR order = 1, max_order, 1 XXxX;xz$ z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! " xnek8F PRINT VEC1(z_term)*scale u rXM}^ NEXT order o6B!ikz 8 G ^r^" j 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： T'f E 4}rY  5hg>2?e9s? 8M(N
/c3 DltOdr 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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