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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

摘要：本发明提供一种自由曲面光学系统的降敏设计方法，包括以下步骤：S1、根据目标光学系统指标参数要求，对目标光学系统的初始结构参数进行设定，并构建包括像质评价函数和误差敏感度评价函数的多目标遗传算法价值函数。S2、对多目标遗传算法价值函数进行求解，得到最接近目标光学系统指标参数要求的一个光学系统，得到自由曲面光学系统。S3、对自由曲面光学系统的像质和误差敏感度判断阈值进行设定。S4、通过误差敏感度评价函数对自由曲面光学系统的像质和误差敏感度进行优化，直至优化结果满足目标光学系统指标参数要求。本专利量化了光学系统误差敏感度，降低了自由曲面光学系统降敏优化过程中的计算量，提高误差敏感度优化效率。

主权项：1.一种自由曲面光学系统的降敏设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据目标光学系统指标参数要求，对所述目标光学系统的初始结构参数进行设定，并构建包括像质评价函数和第一误差敏感度评价函数SENSystem的多目标遗传算法价值函数；S2、对所述多目标遗传算法价值函数进行求解，得到一组光学系统，从所述一组光学系统中选取最接近所述目标光学系统指标参数要求的一个光学系统，将此光学系统的面型升级为自由曲面，得到自由曲面光学系统；S3、对所述自由曲面光学系统的像质判断阈值RMSWFEV和误差敏感度判断阈值SENFV进行设定；S4、通过第二误差敏感度评价函数SENFSystem对所述自由曲面光学系统的像质和误差敏感度进行评价和优化，直至所述自由曲面光学系统的优化结果满足所述目标光学系统指标参数要求；利用“环-臂”参考点采样方式，对所述自由曲面光学系统的参考点处的镜面斜率进行控制和优化，所述“环-臂”参考点采样方式为在所述自由曲面光学系统的每一个视场中采用NOR个环和NOA个臂相互交叉的方式对所述参考点进行定位；所述“环-臂”采样方式中环和臂的选择方式如下：所述环的定义方式为：Ring#为环序号，从所述自由曲面光学系统任一镜面的中心向外分别为Ring1，Ring2，Ring3，…，RingNOR；所述臂的定义方式为：Arm#为臂序号，从子午+90°方向开始，按逆时针方向依次排序，分别为Arm1，Arm2，Arm3，Arm…，ArmNOA；在每一个所述参考点处，入射光线与第一面反射镜交点的切线斜率为Ku,v，其中u是环序号，v是臂序号；u=1，2…NOR；v=1，2…NOA；在全视场下的第二误差敏感度评价函数SENFSystem的计算过程中：首先计算所述自由曲面光学系统单一视场对应的第一面自由曲面反射镜的误差敏感度SENF： ；其中，所述τu,v为Ku,v倒数的绝对值；然后计算所述自由曲面光学系统每个视场对应的其余自由曲面反射镜的误差敏感度的平均值作为全视场下的第二误差敏感度评价函数SENFSystem： 。

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