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) qV&ai {G:
_2p D
介绍 \ x>#bql+
mJFFst,
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。 I>n2# -8
F b ^f`UI
|*te69RX
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。 ov%. +5 P
US2Tdmy@05
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 Krp'
em, j>qp
A>Y!d9]ti
约洛望远镜示例 1Uf8ef1,
o)SA^5
例如，考虑类似Yolo望远镜的： ,mm9X\ '
=! P
Y V#|q b
eczS(KoL4
这个没有遮挡的望远镜产生这样的波前： OJTEvb6nPg
,`. `}'
a ,~}G'U
o:nh3K/YJ
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： vgbk
{
UukHz}(E
OYwH$5
出瞳直径 = 701.681 mm 出瞳位置 = 9484.22 mm ow@1.5WL+
[>xGynU0
仍然遵循上一篇文章，可以产生如下一阶等效系统： =[x
@BzH
yMCd5%=M\
RQt\_x 7P
avwhGys#
r5(-c]E7
其中，系统的入射瞳孔直径设置为原始Yolo的出射瞳孔直径，近轴透镜的焦距设置为与出射瞳孔位置相同的值。这为我们提供了一个与原始参考球体半径相同的一阶系统。 <h<4R Rj
uU#7SX(uu
9<Kc 9Z
然后，我们以下垂为单位导出 Zernike 数据。执行此操作的宏类似于原始文章中提供的宏，但添加了额外的缩放因子： .BqS E
GFmVR2z_+
`|d&ta[{
SUB get_scale xK;WJm"
! Get the conversion factor to take phase to sag in mm qw mZOR#
! Assume mm for all lens units: will need to modify if not the case mIUpAOC`"Z
! Get the wavelength, in microns dX>l"))yR
primary = WAVL(PWAV()) XF=GmkO
! to mm…primary = q[T='!Z\
primary/1000 RBM(> lU:
! Scale factor is one wavelength equals this much sag wD' LX
! Factor of two because the surface is used in reflection " J(7fL$!
scale = -1 * primary/2 W$_@9W(Bl
RETURN r -SQk>Y}
Y/aNrIK7
然后用于在保存到磁盘之前将 Zernike 数据缩放为下垂单位： '.&z y#
qGgqAF#B
FOR order = 1, max_order, 1 JJe?Zu\
z_term = order + 8 # offset to the correct location in the data structure, see Help Files! n gC|BLT%h
PRINT VEC1(z_term)*scale 2 (Ez
H
NEXT order KXy|Si8w
h=Xr 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： SpG^kI #
b6E,u*)"
I%q&4L7pj
4lqowg0
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。
