结合面型和视场优化策略的自由曲面设计方法

作     者：姚艳霞 袁群 陈露 窦沂蒙 殷慧敏 高志山 Yao Yanxia;Yuan Qun;Chen Lu;Dou Yimeng;Yin Huimin;Gao Zhishan

作者机构：南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094 

基　　金：国家自然科学基金(61505080 61377015) 中国科学院天文光学技术重点实验室开放课题(CAS-KLAOT-KF201604) 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2018年第47卷第10期

页      码：290-297页

摘      要：为了增大光学系统的视场,针对含有自由曲面的离轴反射式光学系统设计,提出了一种面型优化策略和视场优化策略相结合的优化设计方法。该方法从小视场出发,以表征光学系统波像差的Zernike标准多项式各项系数为评价依据,确定像差分量优化顺序,有针对性地选取和优化XY多项式项系数;计算各视场波像差在全视场波像差的占比,据此调整各视场的优化权重。在小视场范围内优化获得满足光学系统性能指标的结构参数后,逐步拓展视场范围,交替使用面型和视场优化策略,实现全视场范围内光学系统的优化设计。应用该方法设计焦距1 200 mm、F数为12、视场30°×3°的含有自由曲面的离轴三反光学系统,仅通过优化15项XY多项式系数表征自由曲面,设计结果接近衍射极限,且有利于指导更宽视场的自由曲面光学系统设计。

主 题 词：光学设计 自由曲面 优化方法 Zernike多项式 XY多项式 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/IRLA201847.1018001

馆 藏 号：203386106...