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) t Q.%f:|
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介绍 WtXf~ :R
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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。 Ql,WKoj*
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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。 }|nEbM]#
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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。 is^5TL%@
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约洛望远镜示例 zKh <zj
c2]h.G83
例如，考虑类似Yolo望远镜的： JZE<oQ_Jm
5D mSgP:
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G)gb5VW k
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： cmY `$=
V5 Gy|X
PK&X |
h
7UUu1"|a|
现在，要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统，我们只需要出口瞳孔位置和直径，如上一篇文章所示。此数据是： }|RL6p-/'
( v$
i
TZdJq
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm ?iL-2I3*
$MM[`^~
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： x6vkd%fCj
('.I)n
C\0,D9
jPg[L ZQ'
g<:TsP'|
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。 cVSns\QO
lGJ&\Lv:
7(H?3)%0
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： gA 19f
<d{>[R)
zY ].Z S=7
SUB get_scale c#@L~ <
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm y-Lm^ GW4
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case CYM>4C~>JW
! Get the wavelength, in microns v(,YqT>q@U
primary = WAVL(PWAV()) F'ez{ B\AX
! to mm…primary = q^L"@Q5;
primary/1000 tw]
l
! Scale factor is one wavelength equals this much sag khQ fLA
! Factor of two because the surface is used in reflection q~{O^,4S
scale = -1 * primary/2 WI SK-z
RETURN =~q $k
0 Cyus
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： 59V8cO+qH
.{(gku>g(
FOR order = 1, max_order, 1 F#RtU :R
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! =n;LP#(h ?
PRINT VEC1(z_term)*scale 4OG 1_6K
NEXT order dX-j3lM :#
;U? 323Z
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： W>[TFdH?
wid
sjHcq5#U!
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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。
