[發明專利]結合面形和視場優化策略的自由曲面光學系統優化方法

有效

• 申請號: 201710528468.1
• 申請日: 2017-07-01
• 公開（公告）號: CN107219626B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 袁群;姚艷霞;高志山;陳露;竇沂蒙;殷慧敏
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B17/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種結合面形和視場優化策略的自由曲面光學系統優化方法，其特征在于，方法步驟如下：

步驟1、建立離軸三反初始結構：

參考離軸三反光學系統的實例，選取一個同軸三反光學系統初始結構；

步驟2、對離軸三反初始結構進行結構限制：

在同軸反射式光學系統基礎上進行離軸化處理，利用編寫好的對應光學系統的限制光線遮擋的宏語言，在評價函數中加以調用，控制系統的結構，得到離軸系統初始結構和初始視場；

步驟3、結合面形優化增加的優化變量和視場優化的視場權重，對系統進行面形優化和視場優化；

步驟4、判斷優化結果是否符合技術指標要求，若不滿足當前視場要求，則轉到步驟3對系統繼續進行面形和視場優化；若不滿足要求視場范圍要求，則對系統進行視場拓展，然后轉到步驟3結合視場和面形對系統進行優化；若符合當前視場指標要求并且視場范圍符合指標要求，則結束優化；

步驟3所述面形優化的方法步驟如下：

1)導出分項表征的Zernike標準多項式系數C_ij之后，計算全部視場各項Zernike系數平方和其中4≤j≤37；

2)找出Zernike系數平方和最大項，記作P_m；

3)找到最大項P_m對應的XY多項式的自由項x^myⁿ；

4)判斷最大項P_m對應的XY多項式的自由項x^myⁿ中m是否為偶數，并且未曾作為優化變量，若滿足這兩個條件，則轉到步驟6)，若不滿足，則轉到步驟5)；

5)除去該Zernike項P_m，找出剩余項中系數平方和最大項，記作P_m；

6)將x^myⁿ設置為優化變量。

2.根據權利要求1所述的結合面形和視場優化策略的自由曲面光學系統優化方法，其特征在于，步驟3所述視場優化的方法步驟如下：

1)對系統進行視場優化，導出分項表征的Zernike標準多項式系數C_ij，計算得到單個視場的各項Zernike標準多項式系數平方和

2)計算得到各個視場RMS值平均值

3)計算單個視場的各項Zernike標準多項式系數平方和Q_i除以平方和平均值A，得到W_i＝Q_i/A，將W_i作為每個視場的優化權重。