光学表面面形的计算机仿真.pdf

维普资讯 第24卷 第)2【期 计 算 机 仿 真 2007年O2月 文章编号：1006—9348(2007)02—0298—04 光学表面面形的计算机仿真 王栋。’，杨洪波 ，陈长征 (1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 。吉林长春 130033； 2．中国科学院研究生院，北京 100039) 摘要：光学表面的变形包含刚体位移和表面畸变。它们将对光学系统的成像质量产生不同的影响。通过数值方法可以求得刚 体位移，但还没有专门的可视化软件对镜面面形情况进行仿真分析。提出了镜面面形的可视化仿真方法，它利用Zernike多 项式与Seidel象差之问的对应关系，对有限元数据进行后处理，并采用PV值和RMS等数值解、表面畸变云图及理论干涉图 等形式对镜面面形进行模拟。利用VC++和OpenGL混合编程实现了光学表面面型的计算机仿真系统。仿真试验和实际应 用表明了方法的可行性及其在光机集成有限元分析中的重要作用。 关键词：光机系统；泽尼克多项式；变形云图；理论干涉图；波像差 中图分类号：TP39l、7 文献标识码：A ComputerSimulationoftheOpticalSurface WANG Dong ，YANG Hong—bo，CHEN Chang—zheng， (1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics， ChineseAcademyofSciences，ChangchunJilin130033，China； 2．GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China) ABSTRACT：Thedistortionofopticalsurfaceincludesrigid—bodymotionandaberration，whichhavedifferent effectsontheopticalsystem．Althoughtherigid—bodymotioncanbecomputedbysomenumericalapproaches， there’gstillnoprofessionalsoftwarewhichcansimulatethedistortionofthemirrorsurface．Anewvisualmethod basedontheFEAresultsisstudied．UsingtherelationshipbetweentheZernikepolynomialsandtheclassical Seidelaberrations．theFEA resultsaretransferredtothemorereasonablesimulatedforms，includingnumerieal values．aberrationnephogramandsimulatedinterferencepattern．ThecodehasbeendevelopedbyusingVC++ andOpenGL．Itisindicatedthatthemethodcandividethedistortionefficaciouslyinanintuitionisticway，and takesanimportantroleintheoptomechanicalsystem design． KEYWORDS：Optomechanical system；Zernike polynomials；Aber