1. Optimierung des anfänglichen optischen Systemdesigns
1.1 Theoriebasierte anfängliche Systemkonstruktion:
Durch die Verwendung der Vektor -Aberrationstheorie und des Fermat -Prinzips können Sie den direkten Erwerb von nicht notwendigen Freeform -initialen Systemen mit guter Bildgebungsqualität ermöglichen. Zum Beispiel legt diese Methode beim Entwerfen von Reflexionssystemen mit weitem Feld freie Form von Off-Axis-reflektierenden optischen Systemen eine einfache Optimierung fest, um endgültige Systeme zu erreichen, wodurch die Komplexität des Designs effektiv verringert wird.
1.2 Konstruktionsdesign der Feldausdehnung:
Ausgehend von kleineren Anfangsfeldern wird das Sichtfeld mithilfe von Inkrementen gleicher Länge zunehmend erweitert, bis das Ziel des Ziels erreicht ist. Während jedes Expansionsschritts wird die Fehlerempfindlichkeit neu berechnet und auf Werte gesteuert, die niedriger sind als frühere Stadien. Zum Beispiel wird das Feld allmählich erweitert, wobei bei der Entwicklung von Drei-Mirror-Systemen mit weiten Feldfree-Off-Achse-Drei-Mirror-Systemen freie Oberflächen für die Aberrationskorrektur verwendet wird, um eine niedrige Fehlerempfindlichkeitsziele zu erreichen.
2. Anwendung und Optimierung von Freiformflächen
2.1 Korrektur der Freiform Aberration:
Freiformoberflächen korrigieren Aberrationen in Off-Axis-Drei-Mirror-Systemen. Bei der Konvertierung von Koaxial in Off-Axis-Konfigurationen können freie Oberflächen entsprechend ausgleichen. Zum Beispiel kompetieren freie Oberflächen bei der Gestaltung kompaktes Off-Achse-Drei-Mirror-Systems mit Astigmatismus-Korrektur neu erzeugte Aberrationen, um eine nahezu diffraktionbegrenzte Leistung zu erzielen.
2.2 Feldausdehnung über freie Oberflächen:
In Weitfeldsystemkonstruktionen erweist sich die konventionelle astrische Optimierung häufig als unzureichend. Die Anwendung von Zernike -Polynomflächenflächen auf tertiäre Spiegel erhöht die Designfreiheit erheblich und erweitert die Bildgebungsfelder. In räumlichen optischen Bildgebungssystemen erreicht dieser Ansatz beispielsweise Sagittalfelder bis zu 20 °.
2.3 Volumenkomprimierung über freie Oberflächen:
Durch die Aberrationsausgleichs- und Volumenkomprimierungsfunktionen der Freiformflächen werden kompakte Drei-Mirror-Systemdesigns aus dem Offaxis ermöglicht. Angeleitet von der Knotenaberrationstheorie während der Optimierung und den folgenden spezifischen Optimierungsregeln können hoch kompakte Systeme realisiert werden.
3.. Kühl- und Kaltstopp -Effizienzoptimierung
3.1 Kältetektoren und Kaltstoppkonfiguration:
In gekühlten Infrarot-Off-Achse-Drei-Mirror-Systemen, die den Kaltstopp des Detektors mit dem Stop der Blende einen 100% igen Kaltstoppeffizienz erreicht. Beispielimplementierungen zeigen signifikante Verbesserungen der Systemleistung.
3.2 Spiegelbildgebung von Blendenstopp:
Die Bildgebung der Apertur stoppt an der primären Spiegelposition durch sekundäre und tertiäre Spiegel reduziert die primäre Spiegelgröße wesentlich, während die Leistung aufrechterhalten wird und kompakte Konstruktionen erreicht.
4. Systemausrichtung und Präzisionskontrolle
4.1 Analyse und Kompensation der Feldkrümmung:
Basierend auf der Vektorwellenfront-Aberrationstheorie ermöglicht die Analyse der Feldkrümmungsmerkmale während kleiner Misalignierungszustände eine Kompensation durch Fokusebene. Simulationsstudien klären die Beziehungen zwischen Unterfeldmengen und Spiegelausrichtungsgenauigkeit und informieren optimierte Ausrichtungsverfahren zur Verbesserung der Bildgebung der Bildgebung.
4.2 Ausrichtungsprozessoptimierung:
Die kontinuierliche Verfeinerung von Ausrichtungsmethoden verbessert die Effizienz und Genauigkeit. Zum Beispiel verbessert das Testen der Kamera-MTF auf Feldkrümmungseigenschaften und das Ausgleich durch die Neigung der Fokusebene die MTF-Leistung in allen Feldern.
5. Werkzeugwege Generierung und Bearbeitungsoptimierung
5.1 Planung der Polierpfadfreiheit:
Effektive Methoden zur Erzeugung von Werkzeugen werden zur Herstellung von Freiformspiegeln vorgeschlagen. Für primäre und tertiäre Spiegel in Off-Axis-Systemen sorgen für NURBS-basierte Polierstrategien (konzentrische kreisförmige, quasi-konzentrische und spiralförmige Pfade) mit Werkzeughaltungsanalyse sicher.
5.2 Prozess-Ausstattung Matching:
Die kontinuierliche Optimierung der Bearbeitungsverfahren in Kombination mit hochpräziser Geräten verbessert die Genauigkeit und Effizienz der Freiform-Oberflächenherstellung und verbessert damit die Leistung des gesamten optischen Systems.