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摘要成像系統的離軸PSF經常受到由應用的光學部件（例如顯微鏡系統）引入的像差的影響。因此，焦點并不像理想預期的那樣對偏移完全不變。VirtualLab Fusion提供了一種快速方便的方法，可以使用高NA顯微鏡檢查光傳播和離軸成像的PSF。該用例演示了具有不同橫向偏移距離的離軸物點的成像，來檢查像差的影響。

在本案例中，將在 VLU 中演示離軸三反系統的設計過程，包括初始系統生成、評價函數定義、優化以及結果展示。

摘要 成像系統的離軸PSF經常受到由應用的光學部件（例如顯微鏡系統）引入的像差的影響。因此，焦點并不像理想預期的那樣對偏移完全不變。 VirtualLab Fusion提供了一種快速方便的方法，可以使用高NA顯微鏡檢查光傳播和離軸成像的PSF。

在本案例中，將在 VLU 中演示離軸三反系統的設計過程，包括初始系統生成、評價函數定義、優化以及結果展示。 案例說明 設計結果 設計結果如下，像質，系統規格、額外系統限制以及加工要求均滿足預期設計目標。

</p><p><br></p><p>自由曲面廣泛的應用在以下領域：投影鏡頭、衍射光學器件、頭盔式顯示器、車燈反射面、LED照明系統、汽車HUD抬頭顯示、離軸系統等等。</p><p><br></p><p>本文將展示使用synopsys軟件進行離軸反射式光學系統初始結構的設計</p><p><br></p><p>第一步是繪制設計簡圖。

</p><p>&nbsp;</p><p>自由曲面廣泛的應用在以下領域：投影鏡頭、衍射光學器件、頭盔式顯示器、車燈反射面、LED 照明系統、汽車 HUD 抬頭顯示、離軸系統等等。</p><p>&nbsp;</p><p>本文將在課程六十六中的自由曲面初始結構的基礎上展示使用 SYNOPSYS&nbsp;軟件進行離軸反射式光學系統設計以及優化過程。

目前主流的干涉測量模式包括同軸干涉與離軸干涉，二者各有特點。同軸干涉中，平行的參考光束與物光束提供恒定相位基準，需同時采集多光束強度并進行相移操作來計算超表面相位；離軸干涉模式下，物光與參考光呈特定夾角，參考光提供梯度相位分布，借助傅里葉變換和濾波處理，單次測量即可提取相位信息。這種單次測量的便利性，使離軸干涉在超表面相位測量中更具優勢。

本教程將向您展示如何建模一個離軸拋物面反射鏡。這里所示的概念適用于任何偏心表面，并不局限于離軸拋物面反射鏡。 離軸拋物面鏡設計參數我們將制作一個商用的離軸拋物面反射鏡。這個設計練習的目標是能夠使反射鏡在光軸（Z軸）上的任意一點繞X軸傾斜。

最終系統在最終的系統設計中，相位面的位置被精確設定，它相對于離軸部分的頂點進行了Y和Z方向上的偏心調整。此外，相位表面還進行了傾斜，以匹配離軸部分頂點處的傾斜角度，并保持了與離軸部分相似的曲率。這樣的設計可以確保光線在到達相位面上特定的XYZ坐標時，在離軸拋物線表面上也會遇到相似的XYZ截距。

需要查閱標準透鏡的圖紙：請輸入生成該離軸非球面的整個非球面表面的最小曲率半徑，生產直徑 = 2 *（最小通光孔徑曲率半徑 + 透鏡直徑）。請注意：目前，用于匹配以下三個坐標系所需的基準點的設置費用尚未計入：（a）加工機器、（b）測試儀器、（c）安裝裝置的坐標系統間的對準。

衍射光譜區域在離軸點處聚焦，而未衍射光譜在透鏡的光軸上聚焦。由于衍射波是平面的和離軸的，離軸焦點受像差影響，增加了系統損耗。場曲、色差和球差使用散焦和彎曲焦平面（用每個光伏接收器近似）來補償。通過修改在構造全息圖中使用的離軸波前來校正彗差。在本文中，我們分析了通過共軛對象光束修正離軸波前記錄的非平面透射光柵的使用。發散源用作共軛對象和參考光束。

點光源傳遞函數(Point Source Transmittance, PST)，這個參數普遍用來評價雜散光，在這里被用來評價系統在某一離軸角度下的系統雜散光表現，以及指導如何改動以增強系統性能。現有系統觀察面上的PST 基線幾乎沒有隨著離軸角度的下降。

所設計的離軸卡塞格林擴束系統,其擴束倍率為2倍,主鏡離軸量265mm,次鏡離軸量132.5mm,主鏡為凹拋物面,次鏡為凸拋物面。4設計步驟 根據主次鏡間距和擴束比計算主次鏡的曲率半徑，主次鏡曲率半徑分別為800mm和400mm。

可以使用VirtualLab Fusion非常有效地模擬和分析復雜的光束整形裝置，尤其是離軸系統。為此，根據情況應用不同的模擬引擎。

同時，插入多重結構操作數THIC來控制表面3的厚度以確保離軸元件正確的Z軸距離。當結構1的所有偏心和傾斜參數設置為0時，該結構表示中心子鏡。表面3的厚度設為2100mm，這是因為中心子鏡與虛擬玻璃平板的正確距離。添加一個新的結構模擬第一塊離軸子鏡：在結構2中模擬位于Y = 270mm，X = 0的離軸子鏡。

場曲 通過光線束的焦點到探測器的間隔?z，沿z軸來測量場曲 。因此，在兩個分離的平面，焦點是通過（RMS spot radii）均方根半徑確定：子午和弧矢平面。其如下圖的一個成像光學系統所示，類似于激光系統。對于一個平面成像面，這是測量離軸光束的離焦的一個標準。完美的圖像應位于曲面而不是一個平面。對于一個激光掃描系統，這一點是必須考慮的。

? 附加的物理光學離焦由場追跡直接影響場曲值進行計算，如下表所示。 外軸P（0,25）mm上分析光束剖面? 一般來說，離軸場軸上場由不同的中心方向與。? 因此可以通過傾斜探測器以避免線性相位疊加，正如LSC.0001中提到。? 像散球相位表明在x和y方向不同光束尺寸組形成的一個離焦光斑。

說明：探測器 結果：3D系統光線追跡 結果：3D光線追跡（軸上&離軸） 結果：軸上光束輪廓 結果：離軸光束輪廓 結果：離軸光束輪廓（傾斜探測器） 結果：掃描過程 文件&技術信息

場曲 通過光線束的焦點到探測器的間隔?z，沿z軸來測量場曲 。因此，在兩個分離的平面，焦點是通過（RMS spot radii）均方根半徑確定：子午和弧矢平面。其如下圖的一個成像光學系統所示，類似于激光系統。對于一個平面成像面，這是測量離軸光束的離焦的一個標準。完美的圖像應位于曲面而不是一個平面。對于一個激光掃描系統，這一點是必須考慮的。