光学系统衍射杂散光分析方法技术方案

本发明专利技术提供一种光学系统衍射杂散光分析方法，包括以下步骤：S1、在杂散光分析软件中建模光机系统；S2、通过杂散光分析软件对光机系统进行光线追迹，得到出射光线的出射光场；S3、将出射光线的信息录入至光线数据库，重复上述步骤2，直至所有出射光线能量低于阈值ΔE或逸出光机系统时停止光线追迹；并根据光线数据库中的信息进行分析得到杂散光分析结果。采用本发明专利技术提供的方法可以实现光学系统衍射杂散光的准确、快速分析，有助于提出有效的改进措施，最终明显降低衍射杂散光对光学系统成像质量的影响。的影响。的影响。

【技术实现步骤摘要】
光学系统衍射杂散光分析方法


[0001]本专利技术涉及光学系统像质分析
，特别涉及一种光学系统衍射杂散光分析方法。

技术介绍

[0002]到达光学系统像平面的不需要的光线称为杂散光。一般光学系统中，光线通过一些物理机制，如粗糙平面造成的散射、污染微粒造成的散射和反射，最终到达像平面，形成杂散光。目前对杂散光衍射效应的模拟方法主要分为三种，第一种通过将孔径处的光场在基尔霍夫边界条件下进行衍射积分，以经典的菲涅耳积分等方法为典型；另一种是基于光线近似方法，以高斯光束分解法为典型，最后一种是麦克斯韦方程组数值解法，以时域有限差分法和矩量法为典型。
[0003]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
[0004]本专利技术提供一种光学系统衍射杂散光分析方法，包括以下步骤：
[0005]S1、在杂散光分析软件中建模光机系统；
[0006]S2、通过杂散光分析软件对光机系统进行光线追迹，得到出射光线的出射光场；
[0007]S3、将出射光线的信息录入至光线数据库，重复上述步骤2，直至所有出射光线能量低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学系统衍射杂散光分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在杂散光分析软件中建模光机系统；S2、通过所述杂散光分析软件对所述光机系统进行光线追迹，得到出射光线的出射光场；S3、将所述出射光线的信息录入至光线数据库，重复上述步骤2，直至所有出射光线能量低于阈值ΔE或逸出所述光机系统时停止光线追迹；并根据所述光线数据库中的信息进行分析得到杂散光分析结果。2.根据权利要求1所述的光学系统衍射杂散光分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：S11、对所述光机系统中每个表面的表面属性进行定义；S12、对所述光机系统的光源和接收器进行定义，并将所述光源产生的光线数据录入所述光线数据库；S13、设定光线追迹策略，选定停止光线追迹的能量阈值ΔE。3.根据权利要求2所述的光学系统衍射杂散光分析方法，其特征在于，所述能量阈值ΔE＝10
‑5。4.根据权利要求3所述的光学系统衍射杂散光分析方法，其特征在于，所述表面属性包括：面型、口径、材料、膜层和散射属性。5.根据权利要求4所述的光学系统衍射杂散光分析方法，其特征在于，所述步骤S2包括：计算所述出射光线与光机系统中任一表面相交点的局部梯度G
L
；其中，为向量微分算子；当所述出射光线在光机系统中任一表面局部梯度G
L
小于指定表面局部梯度阈值G0时，计算镜向光线和散射光线的出射光场：当所述出射光线在光机系统中任一表面局部梯度G
L
大于指定表面局部梯度阈值G0时，进行衍射光线追迹，并计算衍射光线的出射光场；6.根据权利要求5所述的光学系统衍射杂散光分析方法，其特征在于，所述镜向光线出射光场的计算过程包括：所述镜向光线出射光线的方向由菲涅尔公式计算得到：n0sinθ0＝n1sinθ1其中，n0和n1为介质两侧的折射率，θ0和θ1分别为光线的入射角和出射角；
采用菲涅耳方程计算所述入射光线经过透/反射的透射系数和反射系数：采用菲涅耳方程计算所述入射光线经过透/反射的透射系数和反射系数：其中，t
s
为s波透射系数；t
p
波为p波透射系数r
s
为s波反射系数r
p
波为p波反射系数；通过上述四个系数计算得到透射率T和反射率R：R＝|r|2根据入射光线的光通量E
inc
、透射率T和反射率R分别计算出射透射光线的光通量E
t
和出射反射光线的光通量E
r
：E
t
＝E
inc
×
TE
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新，叶昊坤，史广维，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：