Eksen dışı asferik optik sistemlerin tasarımı

Asferik tasarım, daha iyi sapma düzeltmesine izin veren daha fazla özgürlük derecesi sunar. Asferik yüzeylerin uygulanması, eksen dışı optik sistemlere birçok derece özgürlük katıyor. Ancak, geleneksel optik sistemlere kıyasla, eksen dışı asferik sistemlerin tasarımı çok daha zorlayıcı. Bu nedenle, eksen dışı asferik sistemler için etkili tasarım yöntemleri bulmak, tasarımcılar için önemli bir endişedir.

Eksen dışı asferik optik sistem için bir tasarım yöntemi aşağıdaki adımları içerir:

Adım S1: birden fazla başlangıç yüzeyini içeren bir başlangıç sistemi oluşturun. Bu ilk sistemdeki bir ilk yüzey, tasarlanmış eksen dışı asferik optik sistemdeki bir yüzeye karşılık gelir. Asferik yüzey a ve diğeri asferik yüzey b olarak off-eksen asferik optik sistemde belirlenecek bir asferik yüzey tanımlayın. Farklı görüş alanlarından ve farklı açıklıklardan K karakteristik ışınları Ri (i = 1, 2, … K) seçin.

Adım S2: birden fazla başlangıç yüzeyini değişmeden koruyun. Nesne-görüntü ilişkisine ve snell'in yasasına göre, m <k'nin asferik yüzeyinde m karakteristik veri noktaları (P1, P2, … Pm) için bir noktaya kadar çözün. İlk eksen dışı asferik yüzey Am elde etmek için bu m karakteristik veri noktalarını (P1, P2, … Pm) takın.

Adım S3: İlk eksen dışı asferik yüzeye dayanarak, (m 1). Karakteristik veri noktası Pm 1 için çözmek için bir ara nokta Gm tanıtın. m 1 karakteristik veri noktalarına uygun (P1, P2, … Pm 1) Eksende asferik yüzey elde etmek için Am 1. Eksende asferik yüzey Am 1'e dayanarak, (m 2) karakteristik veri noktası Pm 2 için çözmek için bir ara nokta Gm 1'i tanıtın. m 2 karakteristik veri noktalarına uygun (P1, P2, … Pm 2) Eksende asferik yüzey elde etmek için Am 2. Ara noktaların çözülmesi, karakteristik veri noktalarının çözülmesi ve Kth karakteristik veri noktası PK elde edilene kadar asferik yüzeyin takılması için bu işlemi tekrarlayın. Asferik yüzey a olan asferik yüzey ak'ı elde etmek için K karakteristik veri noktalarına (P1, P2, … PK) uyun.

Adım S4: asferik yüzey a ve asferik yüzey b'ye karşılık gelen ilk yüzeyleri değişmeden koruyun. İlk olarak, nesne-görüntü ilişkisine ve snell'in yasasına göre, m karakteristik veri noktalarını (P'1, P'2, … P am) assferik yüzey b noktasında nokta olarak çözün, m < K. Bu m karakteristik veri noktalarına (P'1, P'2, … P am) uygun ilk eksen dışı asferik yüzey A am elde etmek.

Adım S5: ilk eksen dışı asferik yüzeye dayanarak, (m 1) karakteristik veri noktası P'm 1'i çözmek için bir ara nokta G'm tanıtın. m 1 karakteristik veri noktalarına uygun (P'1, P'2, … P'm 1) Eksende asferik yüzey elde etmek için A am 1. Eksen dışı asferik yüzeye dayanarak A am 1, karakteristik veri noktası P'm 2'yi çözmek için bir ara nokta G'm 1'i tanıtın. m 2 karakteristik veri noktalarına uygun (P'1, P'2, … P'm 2) Eksende asferik yüzey A am 2'yi elde etmek için. Ara noktaların çözülmesi, karakteristik veri noktalarının çözülmesi ve asferik yüzeyin Kth karakteristik veri noktası P'K elde edilene kadar takılması için bu işlemi tekrarlayın. Asferik yüzey b olan eksen dışı asferik yüzey A'K elde etmek için K karakteristik veri noktalarını (P'1, P'2, … P'K) takın.

Adım S6: eksen dışı asferik optik sistemde belirlenecek tüm asferik yüzeylere kadar yukarıdaki adımları tekrarlayın, bu da eksende asferik optik sistem ile sonuçlanır.

Mevcut teknolojilere kıyasla, bu buluş tarafından sağlanan noktadan noktaya yapıya dayalı eksen dışı asferik optik sistemler için tasarım yöntemi, birden fazla görüş alanına sahip eksen dışı asferik optik sistemlerin tasarımı için uygundur. Karakteristik ışınları birden fazla görüş alanı ve farklı diyafram pozisyonlarından kontrol ederek belirli diyafram boyutları. Sistemdeki görüş ve açıklık alanlarının sayısı sınırlı değildir ve geniş uygulama beklentileri sunar.