[发明专利]一种基于无序折射率的热光效应分析方法

权利要求书

1.一种基于无序折射率的热光效应分析方法，其特征在于，包括：

步骤(1)：获取光学系统的温度场数据；

步骤(2)：基于所述温度场数据，计算光学系统的折射率分布函数，并基于所述折射率分布函数计算光学系统的无序折射率；

步骤(3)：基于所述折射率分布函数中的无序折射率系数和光学系统的无序折射率，对光学系统进行折射率面拟合；

步骤(4)：对折射率面拟合后的光学系统的光线传输情况进行分析。

2.根据权利要求1所述的基于无序折射率的热光效应分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中的光学系统的折射率分布函数公式为：

其中，n(T,λ)为光学系统材料中一点处的折射率分布函数，T为温度，λ为波长，n_ref表示光学系统在参考温度情况下的相对折射率，T_ref表示参考温度，A₀、A₁、E₀、E₁、λ_TK均为光学系统中透镜材料参数。

3.根据权利要求1所述的基于无序折射率的热光效应分析方法，其特征在于，所述步骤(2)通过计算光学系统的无序折射率，其中，为光学系统的无序折射率，n为光学系统材料中一点处的无序折射率系数，dl为光线轨迹上的微弧长，为单位矢量。

4.根据权利要求1所述的基于无序折射率的热光效应分析方法，其特征在于，所述步骤(3)中折射率分布函数中的无序折射率系数通过n＝n₀+n₁x+n₂y+n₃z+n₄x²+n₅y²+n₆z²计算得到，其中，n为光学系统材料中一点处的无序折射率系数，n₀为标准大气压标准温度下的折射率值，n₁、n₂、n₃表示无序折射率系数在x、y、z方向的线性系数，n₄、n₅、n₆表示无序折射率系数在x、y、z方向的二次系数。

5.根据权利要求1所述的基于无序折射率的热光效应分析方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括：计算光学系统的无序折射率时，根据Sellmeier方程实现多光谱分析，公式为：其中，n(λ)为随波长变化而改变的折射率分布函数，λ为波长，B₁、B₂、B₃、C₁、C₂、C₃均为光学系统中透镜材料参数。

6.根据权利要求1所述的基于无序折射率的热光效应分析方法，其特征在于，所述步骤(4)通过光线追迹方法对折射率面拟合后的光学系统在不同受热时的光线传输情况进行分析，所述光线追迹方法的公式为：其中，n(r)表示介质折射率的变化，与光波传输半径相关，dl为光线轨迹上的微弧长，表示相位函数，r(l)为光线轨迹上任意一点的位置矢量。

7.根据权利要求1所述的基于无序折射率的热光效应分析方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：基于所述折射率分布函数中的无序折射率系数和光学系统的无序折射率，通过最小二乘法对光学系统进行折射率面拟合。