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像差的概念

像差是两个图像(两个波面) 对应点的 光程差

其实就是物理意义上的距离

微透镜阵列形成的 光斑 彼此点要相对应 此z方向是一致的 所以计算像差 只需要计算 x 方向 与 y 方向

w(x,y)/delta x = x方向差值/焦距

w(x,y)/delta y = y方向差值/焦距

从而 反推w(x,y) 计算该点的像差

所有点的像差累加(积分) 就是该波面的波前像差

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Zernike Noll 序列

zernike 输入各对应点 对应的差值 就可以计算出像差

泽尼克多项式是一个正交多项式,分为奇偶两类。

奇多项式:

偶多项式:

其中:

这里fai为方位角,范围[0-2pi];p为径向距离,范围[0,1];n-m大于等于0;

如果n-m=0,则R=0。

根据不同的m和n值,可以得到不同的多项式,用j表示不同的多项式,通常称为Noll序列:

n,m0,01,11,−12,02,−2
j12345
n,m2,23,−13,13,−33,3
j678910
n,m4,04,24,−24,44,−4
j1112131415
n,m5,15,−15,35,−35,5
j1617181920

jtonmtable 对应的就是这个序列

n m

1 0 0
2 1 1
3 1 -1
4 2 0
5 2 -2
6 2 2
7 3 -1
8 3 1
9 3 -3
10 3 3
11 4 0
12 4 2
13 4 -2
14 4 4
15 4 -4

azimtable 对应的就是 cos sin 角度的系数

cos sin

1 0 0
2 1 0
3 0 1
4 0 0
5 0 2
6 2 0
7 0 1
8 1 0
9 0 3
10 3 0
11 0 0
12 2 0
13 0 2
14 4 0
15 0 4

radialtable 对应的包括 根号系数了

Noll序列前15项泽尼克多项式为:

11
22ρcosθ
32ρsinθ
4√3(2ρ2−1)
5√6ρ2sin2θ
6√6ρ2cos2θ
7√3(3ρ3−2ρ)sinθ
8√3(3ρ3−2ρ)cosθ
9√8ρ3sin3θ
10√8ρ3cos3θ
11√5(6ρ4−6ρ2+1)
12√10(4ρ4−3ρ2)cos2θ
13√10(4ρ4−3ρ2)sin2θ
14√10ρ4cos4θ
15√10ρ4sin4θ