大动态范围光学系统计算机辅助装调方法

摘要

本发明涉及一种大动态范围光学系统计算机辅助装调方法，该方法包括以下步骤：1)计算并建立待装调光学系统随机失调点的灵敏度矩阵数据库；2)根据步骤1)中所建立的待装调光学系统随机失调点的灵敏度矩阵数据库以及待装调光学系统不同视场的像差测量值获取待装调光学系统各自由度调整量的计算结果；3)根据步骤2)中的装调光学系统各自由度调整量的计算结果对装调光学系统的各自由度进行调整。本发明提出了一种可实现大动态范围光学系统计算机辅助装调、能降低对失调光学系统粗装调的要求的大动态范围光学系统计算机辅助装调方法。

主权项

一种大动态范围光学系统计算机辅助装调方法，其特征在于：所述大动态范围光学系统计算机辅助装调方法包括以下步骤：1)计算并建立待装调光学系统随机失调点的灵敏度矩阵数据库；2)根据步骤1)中所建立的待装调光学系统随机失调点的灵敏度矩阵数据库以及待装调光学系统不同视场的像差测量值获取待装调光学系统各自由度调整量的计算结果；3)根据步骤2)中的装调光学系统各自由度调整量的计算结果对装调光学系统的各自由度进行调整；步骤1)的具体实现方式是：1.1)通过蒙特‑卡罗法生成待装调光学系统各自由度调整变量的正态分布的随机数；1.2)通过DDE建立计算机辅助装调方法与ZEMAX软件的动态数据交互，并通过DDE将各自由度调整变量的正态分布的随机数反馈到ZEMAX软件中；1.3)以待装调光学系统各自由度调整变量随机数为基准点，计算并建立待装调光学系统随机失调点的灵敏度矩阵数据库；步骤2)的具体实现方式是：2.1)输入待装调光学系统不同视场的像差测量值；所述待装调光学系统n个视场、m个调节自由度变量、阻尼因子P以及迭代次数j；所述阻尼因子0＜P＜i，所述i是大于0的整数；2.2)计算待装调光学系统像差测量值与随机失调点的理论像差值偏差的平方和S；2.3)寻找满足步骤2.2)中待装调光学系统像差测量值与随机失调点的理论像差值偏差的平方和S的最小的随机失调点，在步骤1)中所建立的待装调光学系统随机失调点的灵敏度矩阵数据库中确定最佳灵敏度矩阵B；2.4)对步骤2.3)所确定得到的最佳灵敏度矩阵B进行Gram‑schmidt正交化处理得到矩阵B′，矩阵B′中列向量彼此正交，保证列之间的非相关性；2.5)计算待装调光学系统各自由度调整量ΔX；待装调光学系统各自由度调整量ΔX的计算方式是：B′×ΔX＝ΔF其中：ΔF为待装调光学系统像差测量值与理论值的偏差；2.6)通过DDE将步骤2.5)中所计算得到的待装调光学系统各自由度调整量反馈到ZEMAX软件中，获取待装调光学系统在调整后的像差；2.7)计算待装调光学系统在调整后的像差与理论像差的偏差平方和MF_i；2.8)判断MF_i是否最小；若否，阻尼因子P的值加1，重新选择灵敏度因子，并执行步骤2.4)至步骤2.8)；若是，确定待装调光学系统最佳调整量和像差残余量；同时将迭代次数j的值加1，同时执行步骤2.4)至步骤2.8)；2.9)完成迭代次数的计算，输出待装调光学系统各自由度调整量的计算结果。