光学系统像差的剪切干涉图样仿真.pdf

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1、第35卷第1期光学仪器V01．35。No．12013年2月OPTICALINSTRUMENTSFebruary，2013文章编号：1005—5630(2013)01—0048-06光学系统像差的剪切干涉图样仿真李莉1，李刚1，齐晓慧2，刘秉琦1，徐春梅(1．军械工程学院电子与光学工程系，河北石家庄050003；2．石家庄机械化步兵学院装备技术教研室，河北石家庄050003)*摘要：针对光学系统像差的判定问题，提出从理论上对各种像差的剪切干涉图样进行仿真分析。此分析依据波像差理论，结合剪切干涉在像差测量中的应用，建立波像差与干涉条纹的联系，

2、采用计算机仿真手段对光学系统各种像差的典型剪切干涉图样进行了模拟，包括初级像差和二级像差。仿真结果表明，各种初级像差和二级像差均有其各自的典型剪切干涉图样，根据特征图样可以直接判定主要的像差种类。研究所得出的各种像差典型干涉图可为判断光学系统存在哪种像差提供参考与依据。关键词：几何光学；初级像差；二级像差；干涉图样；仿真中图分类号：0435．2文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-5630．2013．01．010Simulationofaberration7SshearinginterferencepatternL

3、JLil，LIGan91，QIXiaohui2，LIUBingqil，XUChunmeil(1．DepartmentofElectronicandOpticalEngineering，OrdnanceEngineeringCollege。Shijiazhuang050003，China2．TeachingResearchSectionofEquipmentandTechnology，ShijiazhuangMechanizedInfantryAcademy，Shijiazhuang050003，China)Abstract：Tojudge

4、theaberrationofopticalsystem，asimulationoftheshearinginterferencepatternoftheaberration’Swaspresented．Therelationshipofaberrationandinterferogramwasconstituted，whichisbasedOiltheaberrationtheoryandshearinginterferometry．Interferencepatternsofprimaryaberrationsandsecondary

5、aberrationsweresimulated．Thesimulatonresultsshowedthatanyprimaryorsecondaryaberrationhasitscharacteristicinterferencepattern，whichcanbeusedtojudgetheaberration．Theseresultscanprovideevidenceforjudgingwhichkindsofopticalaberrationstheopticalsystemshave．Keywords：primaryaber

6、ration；secondaberrations；interferencepattern；simulation引言像差是光学系统中由透镜材料的特性或折射(或反射)表面的几何形状引起实际像与理想像的偏差。像差的存在，影响了光学系统成像的清晰度、相似性和色彩逼近等，降低了成像质量[1

7、。因此，在涉及到光学元件、光学系统的很多具体工作中都需要对像差进行测量判定，例如：光学系统的计算机辅助装调工作，需要对待调光学系统的像差进行实时检测嘲；光刻技术中，由于对光刻透镜的成像要求很高，也需要对成像透镜的像差进行检测‘引。在像差测量中，除了几何像差的测量

8、之外，对波像差进行测量以评定光。收稿日期：2012-06-15作者简介：李莉(1981一)，女，河北邢台人，讲师，硕士，主要从事工程光学方面的研究。第1期李莉，等：光学系统像差的剪切干涉图样仿真·49·学系统成像质量是一种更好的方法田。而由于剪切干涉法反映“波像差”信息全面，易于目视估值，使用方便，因此，对各种像差的典型剪切干涉图进行仿真，将对判断被测系统具有哪些像差是有益的。像差典型干涉图的仿真多数是对初级像差进行的‘5l，这对于普通光学系统来说，用初级像差描述其成像质量确已足够，但是对于需要接近甚至超过衍射极限的高性能光学系统来说，还

9、必须考虑其高级像差的影响晴8

10、。因此，需充分考虑初级像差和二级像差，给出更为完整的像差典型干涉图样仿真。1波像差函数的一般表达式波像差初级像差和二级像差的函数表达式为[9]：W(z，y)一口1