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) _`/0/69
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介绍 '*!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。 !$A Vl MnJ
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Zernike数据表示光学系统在特定场和波长下的性能测量。因为关于玻璃、曲率半径、非球面系数等的信息。不是 Zernike 数据的一部分，无法将 Zernike 数据缩放到不同的场或波长。 jd l 1Q<Z
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如果您使用的是全反射设计，则可以使用Zernike标准凹陷表面来描述给定视场下所有波长的光学系统像差，因为全反射系统不会遭受色差。 B+) ;y
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约洛望远镜示例 *)ed( +b
*]z.BZI:
例如，考虑类似Yolo望远镜的： J><O
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]? -56c,
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： vi4 1`
Y::fcMJr;Q
>tr?5 iKxc
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现在，要使用 Zernike 下垂曲面制作等效系统，我们只需要出口瞳孔位置和直径，如上一篇文章所示。此数据是： 7oF`Os+U
nX5*pTfjL3
,M7sOp6}
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm #1hT#YN
10}oaL S
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： KwPJ0
]('_
rZu_"bcJ
k }ps-w6:
98Srn63O
2-llT
其中，系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径，近轴透镜的焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 (m) %5*:
<tf4j3lwH
&-<"HW
然后，我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏，但添加了额外的缩放因子： L)8 +/+
E=~H,~
s%GiM
SUB get_scale ><LIOFqsS
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm .~v~~VL1NS
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case -J[ zJ4z #
! Get the wavelength, in microns Cb =r 8C
primary = WAVL(PWAV()) n ^n' lgUT
! to mm…primary = C>v
primary/1000 UgJlXB|a%2
! Scale factor is one wavelength equals this much sag ejgg .G ^
! Factor of two because the surface is used in reflection IL.Jx:(0
scale = -1 * primary/2 sB0+21'R
RETURN ivoPl~)J
3
%DA {
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： qu[w _1%S
{!N4 |
FOR order = 1, max_order, 1 wB9IP{Pf
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! 0p2 0Rt
PRINT VEC1(z_term)*scale }S #.Pw%
NEXT order q{U -kuui
dC( 6s=4
然后使用导入工具将 Zernike 数据导入到 Zernike 标准凹陷表面，可以看到相同的波前误差和其他光线追踪结果： q/;mxq$
GbP!l;a
@;rV B
N"r ;d+LTL
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。
