一种光学系统气压分段补偿像差的划分方法

摘要

一种光学系统气压分段补偿像差的划分方法，将光学系统中各像差偏离量与气压调整量之间的非线性关系用线性化的像差灵敏度代替，分析各像差对各内部气体间隔气压变化的灵敏度特性，进行内部气体密封段初步划分，列出所有可能的划分方式的排列组合。改变外部大气压一定量，计算各像差的偏离量，然后依次选择各密封段划分组合，计算各密封段的灵敏度矩阵，通过阻尼最小二乘法计算补偿像差偏离量时各内部气体密封段的气压调整量，并将气压调整量和外部气压变化量代回原光学系统，计算补偿后的系统残余像差，确认气压分段调整的补偿效果。通过所有组合的残差进行比较，同时考虑光学系统内部进行分段密封时空间布局和机械结构的可行性，确定最优组合作为气压分段补偿的最终分段方法。

主权项

一种光学系统气压分段补偿像差的划分方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤(1)、建立光学系统模型，根据光学系统设计参数建立理想光学模型，将光学系统内部气体、外部大气和透镜材料的折射率均设置为绝对折射率；步骤(2)、计算像差对各气体间隔气压变化的灵敏度，在理想光学模型基础上，逐个改变各气体间隔的气体气压一个小量，计算各像差对各气体间隔气压的灵敏度；步骤(3)、密封段的初步划分，根据各像差对各气体间隔气压变化的灵敏度，建立气体间隔气压灵敏度分析图谱，根据灵敏度挑选出对各像差最敏感的气体间隔，以此为基础进行气体密封段的初步划分；步骤(4)、列出所有划分方式的排列组合，在进行气体密封段初步划分基础上，对所有可能的划分方式进行排列组合；步骤(5)、计算像差变化量，假设外部大气压改变一定量，计算各项像差的变化量；步骤(6)、选定密封段划分组合，按照该组合中每个密封段气体间隔的起始和结束编号，将气体间隔划分为多段，每个密封段内所有气体间隔的气体气压值相等；步骤(7)、计算各密封段气压变化的灵敏度，依次改变各气体密封段气压，计算各像差对各气体密封段气压变化的灵敏度；步骤(8)、计算各密封段的气压调整量，将上述各像差的灵敏度和像差补偿量写成矩阵形式，采用阻尼最小二乘法计算各气体密封段的调整量；步骤(9)、计算补偿后各像差的残差，将各密封段的气体气压调整量和外部大气压改变量代回原光学系统，计算光学系统各像差值，并与光学系统各像差初始值进行比较，计算补偿的残差并保存数据；步骤(10)对其它划分组合重复上述步骤(6)‑(9)，直至所有排列组合计算完毕，通过所有排列组合的残差进行比较，同时考虑光学系统内部进行分段密封时空间布局和机械结构的可行性，可以挑选出最优组合作为气体分段补偿的最终分段方法。