Zernike Standard相位(Zernike Standard Phase)

Zernike Standard相位面型具有与标准面面型(支持平面、球面、圆锥面)一致的基面面型,再加上由Zernike Standard系数定义的附加相位项。该表面矢高与标准面的公式相同。当光线通过该面型时附加的相位项使光线发生偏离并增大光程。该面型非常适合于具有可测量干涉数据的系统像差建模,Zernike Standard相位面也可用于某些全息图(Hologram)和二元光学面(Binary optics)的建模。面的相位定义为:

其中,N为级数中的Zernike系数的个数,Ai是第i个Zernike Standard多项式的系数,ρ为归一化的径向光线坐标,φ为角向的光线坐标,M为衍射级次。Zernike Standard多项式在""Zernike Standard系数(Zernike Standard Coefficients)中提供的表格中定义。 OpticStudio 最多支持231项。系数Ai均以波长为单位,一个波长对应2π弧度。请注意,表面的相位与波长无关。而OpticStudio考虑了基于被追迹波长的光程偏差。如果外插标志设置为0,则在归一化半径之外忽略Zernike项。如果外插标记设置为1,则无论光线落在表面的哪个位置(即使光线落在归一化半径之外),都会考虑Zernike项。

请注意,Zernike Standard相位面型描述了相位的变化(或是波前差),而不是直接描述表面的变形。如果你有表面变形形式的Zernike系数数据,该数据可用表面光度仪测出,请参阅"Zernike Standard矢高(Zernike Standard Sag)"。

Zernike Standard相位面型的参数定义

参数# 定义
0 衍射级次
1 外插
13 项数(最大231)
14 归一化半径。坐标被该值归一化。
15 - 245 Zernike多项式1-231的相应系数,以波长为单位。系数项在"Zernike Standard系数"文件中提供。

"项数(Number of terms)"用于定义计算相位时使用的最大Zernike多项式的项数。提供该数据是为了加快光线追迹计算,忽略超过该数的项。

Zernike多项式在单位圆上是正交的,因此归一化半径应该设为系数数据归一化后的半径。Zernike多项式在超出归一化半径后快速发散,因此应该特别注意在归一化半径外光线不应穿过该表面。即使光线追迹算法有效,得到的数据也可能是不准确的。外插标志可以设为0以忽略超出归一化半径的光线的Zernike项。

Zernike Standard相位系数符号规则

请参阅"二元光学面1(Binary Optic 1)"中对符号规则的讨论。

导入Zernike系数数据

如果需要,可以在OpticStudio外部计算Zernike系数,并以正确的文本格式排列,使用表面属性的"导入"功能读取。  正确的文本格式如下:

n
norm_rad
Z1
Z2
Z3
 

其中,n为所使用的Zernike项数,norm_rad为归一化半径,Z1-Zn为所导入的各个Zernike项。  文件需保存为.DAT扩展名,并保存在Zemax/Objects/Grid Files文件夹中。

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