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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) vKt_z@{{L vK C>t95 介绍 6p@ts`# 88K*d8m 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。 <b\urtoJ 3{l"E(qqZ 4Uiqi{} 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。 'nno)kQ" ^:j$p,0e*S 如果您使用的是全反射设计,则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差,因为全反射系统不会遭受色差。 /b|sv$BN |3LMVN ]*|K8&jxl 约洛望远镜示例 c>Se Onf 4Rn i7qH 例如,考虑类似Yolo望远镜的: K0\WN"ua; 1 W u ;k8}D*?8 #O
WSy'Qnt 这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前: [oj"Tn( ?q P}=nJ E'G>'cW;x YUE[eD/ 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: _+En%p.m ?MH4<7?" wO#+8js 出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm [XXN0+ / y6/X!+3+ 仍然遵循上一篇文章,可以产生如下一阶等效系统: K5SO($ [P/gM3*' g8Z14'Ke (=j!P* p2G8Qls 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。 >gl.(b25C L
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} 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: tOw
0(-:iq B]7jg9/ 5WT\0]RUa SUB get_scale 2#3R]zIO ! Get the conversion factor to take phase to sag in mm :!$z1u8R ! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case cy 4'q?r ! Get the wavelength, in microns 9f,:j primary = WAVL(PWAV()) __j8jEV ! to mm…primary = i1\2lh$ primary/1000 B! V{.p ! Scale factor is one wavelength equals this much sag \]xYV}(FO ! Factor of two because the surface is used in reflection F/sBr7I scale = -1 * primary/2 / JB4 #i7 RETURN Tm52=+u f$ SWpUVZyd 然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位: OU@x1G{Cy P-[K*/bPw FOR order = 1, max_order, 1 e6lOmgHn5 z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! zF&UdS3 PRINT VEC1(z_term)*scale *GP_ut% NEXT order RFY!o<
YS~t d+* 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: OPW"ABJ `aL|qyrq# |+-i'N9 D'cY7P 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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