帶有非球面矯正器的施密特—卡塞格林系統(tǒng)(共10頁)

1、實驗(shyn)二、實驗(shyn)目的通過(tnggu)對非球面矯正器的施密特卡塞格林系統(tǒng)的仿真對ZEMAX仿真軟件的有更深層次的認識，并且能熟練掌握操作性。通過對非球面矯正器的施密特卡塞格林系統(tǒng)的仿真對施密特卡塞格林望遠鏡了初步了解，讓我們認識了一個新的望遠系統(tǒng)?；驹鞿EMAX主要特色：1 分析2 優(yōu)化3 公差分析4 報表輸出卡塞格林望遠鏡：由兩塊反射鏡組成的一種反射望遠鏡。反射鏡中大的稱為主鏡，小的稱為副鏡。通常在主鏡中央開孔，成像于主鏡后面。它的焦點稱為卡塞格林焦點。有時也按圖中虛線那樣多加入一塊斜平面鏡，成像于側(cè)面，這種卡塞格林望遠鏡，又稱為耐司姆斯望遠鏡。（經(jīng)典的卡塞格林系統(tǒng))

2、： “傳統(tǒng)的”卡塞格林望遠鏡有拋物面鏡的主鏡，和雙曲面的次鏡將光線反射并穿過主光學(xué)望遠鏡鏡中心的孔洞，折疊光學(xué)的設(shè)計使鏡筒的長度緊縮。在小望遠鏡和照相機的鏡頭，次鏡通常安裝在封閉望遠鏡鏡筒的透明光學(xué)玻璃板上的光學(xué)平臺。這樣的裝置可以(ky)消除蜘蛛型支撐架造成的星狀散射效應(yīng)。封閉鏡筒雖然會造成集光量的損失，但鏡筒可以保持干凈，主鏡也能得到保護。 它利用雙曲面和拋物面反射的一些特性，凹面的拋物面反射鏡可以將平行于光軸入射的所有光線匯聚在單一的點上焦點；凸面的雙曲面反射鏡有兩個焦點，會將所有通過其中一個焦點的光線反射至另一個焦點上。這一類型望遠鏡的鏡片在設(shè)計上會安放在共享一個焦點的位置上，以便光線

3、能在雙曲面鏡的另一個焦點上成像以便觀測，通常外部的目鏡也會在這個點上。拋物面的主鏡將進入望遠鏡的平行光線反射并匯聚在焦點上，這個點也是雙曲線面鏡的一個焦點。然后雙曲面鏡將這些光線反射至另一個焦點，就可以在那兒觀察影像.密特-卡塞格林式望遠鏡是一種折反射望遠鏡，以折疊(zhdi)的光路與修正板結(jié)合，做成一個緊密(jnm)的天文學(xué)儀器。施密特-卡塞格林的設(shè)計是以伯恩哈德施密特的施密特攝星儀為基礎(chǔ)，一如施密特攝星儀使用施密特-卡塞格林式球面鏡做主鏡，并以施密特修正板來改正球面像差；承襲(chngx)卡塞格林的設(shè)計，以凸面鏡做次鏡，將光線反射穿過主鏡中心的孔洞，匯聚在主鏡后方的焦平面上。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由于只

4、有(zhyu)矯正板和主反射面，進行這個設(shè)計是比較簡單的，因此我們開始時先在光闌后插入兩個面。輸入10作為孔徑值，在同一個屏幕上，將單位“毫米(ho m)”改為(i wi)“英寸”。設(shè)置3個波長(bchng)：486，587，和656，其中587為主波長。現(xiàn)在(xinzi)，我們將使用缺省的視場角0度，光闌被放在主面曲率半徑的中心，這是為了排除視場像差（如彗差）。像質(zhì)分析(fnx)在光學(xué)系統(tǒng)中，波像均方差是相質(zhì)的敏感函數(shù)，要求聚焦精確、像質(zhì)好、必須對球差、慧差和像散進行校正，從而使得(sh de)波像均方差在一定允許范圍內(nèi)。光路圖的OPD FAN.目的(md)是顯示光瞳坐標(biāo)函數(shù)表示的光程差。繪

5、圖的數(shù)據(jù)位光程差，它是光線的光程和主光線的光程的差，通常，計算以返回到系統(tǒng)(xtng)出瞳上光瞳差為參考。每個曲線點的橫向刻度是歸一化的入瞳坐標(biāo)。在單色光和多色光切換顯示時，非主波長的數(shù)據(jù)通常被改變。RMS點的尺寸是徑向尺寸的均方根。GEO點尺寸只給出距離參考點最遠的光線的信息。在點列圖中，ZEMAX不能畫出攔住光線，他們也不能用來計算RMS或GEO點尺寸。光學(xué)系統(tǒng)是線性系統(tǒng)，而且在一定條件下還是線性時不變的，所以把輸入信息分解成各種空間頻率分量，研究系統(tǒng)光學(xué)傳遞函數(shù)，就能反映光學(xué)系統(tǒng)的成像性質(zhì)。 FFT MTF 是快速傅里葉變換(binhun)，考慮了光學(xué)系統(tǒng)的衍射效應(yīng)。弧矢特性曲線是以光瞳

6、的x坐標(biāo)作為函數(shù)，繪制光線和像平面的交點的x或y坐標(biāo)和主波長的主光線x和y坐標(biāo)差。每個曲線圖的橫向刻度(kd)是歸一化的入瞳坐標(biāo)PX或PY。因此在單色光與多色光切換顯示時，非主波長數(shù)據(jù)通常被改變。另外(ln wi)的圖： 系統(tǒng)優(yōu)化OPD圖繪制(huzh)過程系統(tǒng)優(yōu)化:首先Rings的值為3，Automatic后評價函數(shù)下降到約1.3，產(chǎn)生大約(dyu)4個波長的像差仍然有待改正。對其進行非球面校正器指定多項式非球面系數(shù)。由于ZEMAX平衡了高階球差評價函數(shù)下降。再對第一面的半徑設(shè)置成變量再次優(yōu)化，評價函數(shù)再次下降。最后編輯Rings4即可。MFT(調(diào)制(tiozh)傳遞函數(shù)）的優(yōu)化：MTF圖是

7、一種非常有用的分析工具。但是，仍然有些錯誤。通光孔徑和遮擋，存在著由輔助鏡面引起的遮擋，并且，在主反射面上還有一個缺口。如果我們加入這些影響，性能會減低，特別是在中間的空間頻率方面。改正方法：所有的光線穿過表面時離軸距離必須(bx)要大于1.7英寸，這就是主反射面的缺口“Hole”。將“Max Radius”改為6。輔助鏡面上的遮擋較為復(fù)雜，在光學(xué)上它需要被放置(fngzh)在輔助鏡面前面。在校正面和主反射面之間鍵插入一個新的面并且將新面（即第3面）的厚度從0改為20。內(nèi)容總結(jié)（1）實驗二、實驗?zāi)康耐ㄟ^對非球面矯正器的施密特卡塞格林系統(tǒng)的仿真對ZEMAX仿真軟件的有更深層次的認識，并且能熟練掌握操作性（2）基本原理ZEMAX主要特