结合面型和视场优化策略的自由曲面设计方法

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1200 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.

关键词：光学设计、自由曲面、优化方法、Zernike多项式、XY多项式

所属期刊栏目：47

分类号：TB133(工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院重点实验室开放基金

在线出版日期：2018-11-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：290-297