[发明专利]一种宽光谱物镜波像差的测算方法及系统

权利要求书

1.一种宽光谱物镜波像差的测算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.搭建所述物镜的波像差实测光路；

S2.基于所述物镜的波像差实测光路获取所述物镜在标准波长处的波像差实测值；

S3.基于所述物镜的实际光学结构参数搭建所述物镜的波像差理论仿真光学系统；

S4.基于所述理论仿真光学系统计算出所述物镜在所述标准波长处和待测波长处的波像差的理论差值；

S5.基于所述物镜在所述标准波长处的波像差实测值以及所述物镜在所述标准波长处和所述待测波长处的波像差的理论差值获取所述物镜在所述待测波长处的波像差等效实测值。

2.根据权利要求1所述的宽光谱物镜波像差的测算方法，其特征在于，所述基于所述理论仿真光学系统计算出所述物镜在所述标准波长处和待测波长处的波像差的理论差值具体包括：

S41.基于所述理论仿真光学系统，分别计算出所述物镜在所述标准波长处的波像差理论值W_标准波长以及所述物镜在所述待测波长处的波像差理论值W_待测波长；

S42.获取所述物镜在所述标准波长处和所述待测波长处的波像差的理论差值ΔW_理论＝W_待测波长－W_标准波长。

3.根据权利要求2所述的宽光谱物镜波像差的测算方法，其特征在于，所述基于所述理论仿真光学系统，分别计算出所述物镜在所述标准波长处的波像差理论值W_标准波长以及所述物镜在所述待测波长处的波像差理论值W_待测波长，具体包括如下步骤：

S411.获取所述理论仿真光学系统中，所述物镜在所述标准波长处及所述待测波长处的主光线折射不变量和边缘光线折射不变量；

S412.基于所述主光线折射不变量和边缘光线折射不变量，分别获取所述物镜在所述标准波长处及所述待测波长处的赛得和数像差；

S413.基于所述赛得和数像差，分别获取所述物镜在所述标准波长处的波像差理论值W_标准波长以及所述物镜在所述待测波长处的波像差理论值W_待测波长。

4.根据权利要求3所述的宽光谱物镜波像差的测算方法，其特征在于，获取所述主光线折射不变量和边缘光线折射不变量的公式为：

A＝n_λ(yc+u)＝n_λ·i＝n′_λ·i′

其中，A为边缘光线折射不变量，为主光线折射不变量，n_λ、n′_λ分别为波长为λ的入射光源的物方折射率及像方折射率，i为边缘光线入射角，i′为边缘光线出射角，为主光线入射角,为主光线出射角，u为边缘光线入射光线角，为主光线入射光线角，y为边缘光线光线高度，为主光线光线高度，c为所述物镜光学表面的曲率半径。

5.根据权利要求4所述的宽光谱物镜波像差的测算方法，其特征在于，所述基于所述主光线折射不变量和边缘光线折射不变量，分别获取所述物镜在所述标准波长处及所述待测波长处的赛得和数像差的公式为：

其中，S_Ⅰ至S_Ⅴ依次分别为第一至第五赛得和数像差，Σ代表将所述理论仿真光学系统的物镜各个光学表面进行求和，Ж代表光学表面的拉格朗日不变量。

6.根据权利要求5所述的宽光谱物镜波像差的测算方法，其特征在于，所述基于所述赛得和数像差，分别获取所述物镜在所述标准波长处的波像差理论值W_标准波长以及所述物镜在所述待测波长处的波像差理论值W_待测波长的公式为：

其中，W指波像差理论值；H，ρ和均为与波长λ相对应的已知量；H指归一化视场坐标，取值范围为(0,1)；ρ指归一化光瞳坐标，取值范围为(0,1)；指旋转角度，取值范围为(0°,180°)。