[发明专利]一种小视场光学系统面形误差相互补偿的自动优化方法

权利要求书

1.一种小视场光学系统面形误差相互补偿的自动优化方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤101、获取小视场光学系统轴上视场点下，对应各光学表面通光口径内的面形误差Δd和各光学元件材料的折射率n；

步骤102、建立三种类型光学表面的面形误差与光学系统波像差的解析关系式，根据所述解析关系式计算出轴上视场点对应每个光学表面的面形误差Δd所引起的波像差W_S；

步骤103、基于各光学元件的光学表面组成及光路经过的次数，根据所述波像差W_S计算各光学元件面形误差对系统波像差的影响波面W_E；

步骤104、将影响波面W_E最大的光学元件定义为固定元件，依次旋转除固定元件以外的光学元件一周，将当前旋转的光学元件和固定元件的影响波面叠加后均方根最小所对应的旋转角度确定为最佳旋转角度，利用各光学元件的最佳旋转角度对光学系统进行装配，实现小视场光学系统面形误差相互补偿。

2.根据权利要求1所述小视场光学系统面形误差相互补偿的自动优化方法，其特征在于，在执行完步骤104后还进一步调整部分光学元件之间的空气间隔。

3.根据权利要求1或2所述小视场光学系统面形误差相互补偿的自动优化方法，其特征在于，所述本发明步骤104的具体过程为：

将面形误差对波像差影响最大的光学元件定义为固定元件A，将其余光学元件依次定义为光学元件B_i，i＝1，2…n，n为其余光学元件的总数；

步骤201、设定旋转角度步长step和计数器t＝1；

步骤202、计算初始误差评价函数

Fθ0=RMS[WBi(θ0)+WA]]]>

其中，为光学元件B_i在初始检测方向θ₀下的面形误差引起波像差的影响波面，W_A为固定光学元件A的面形误差引起的波像差的影响波面W_A，符号RMS[]表示取均方根值；

步骤203、利用旋转图像处理的方法对影响波面进行旋转，旋转角度相对于初始检测方向为θ_i＝step×t；

步骤204、利用37项泽尼克系数拟合旋转后计算得到的影响波面

步骤205、计算旋转后的误差评价函数，表示为：

Fθt=RMS[WBi(θt)+WA]]]>

步骤206、判断误差评价函数是否低于旋转前的误差评价函数若令该光学元件的最佳旋转角度θ_{i_best}＝θ_t，且令计数器t加一，进入步骤207，若则直接令计数器t加一，进入步骤207；

步骤207、判断当前旋转角度θ_i是否等于360°，若是，则执行步骤208，否则返回步骤203；

步骤208、获得光学元件B_i的最佳旋转角度θ_{i_best}，并利用所述最佳旋转角度θ_{i_best}对光学系统进行装配，实现小视场光学系统面形误差相互补偿。

4.根据权利要求3所述小视场光学系统面形误差相互补偿的自动优化方法，其特征在于，所述step＝10。