기울기(광학)

v t 광학적 수차
디포커스 기울이다 구면 수차 난시 혼수상태 왜곡. 페츠발장 곡률 색수차

광학에서 기울기는 빛의 빔이 전파하는 방향의 편차입니다.

개요

기울기는 광학 시스템의 동공에 걸친 파면 또는 위상 프로파일의 X 및 Y 방향의 평균 기울기를 수량화합니다.피스톤(첫 번째 Zernike 다항식 항)과 함께 두 번째 및 세 번째 Zernike 다항식을 사용하여 X 및 Y 틸트를 모델링할 수 있습니다.

X-Tilt: ${\displaystyle 1}$ ${\displaystyle \mathrm{\mu cos}}$（${\$ ） { $displaystyle$ a$_$ {$1}$ \$rho \cos$( \$theta$) }

Y-Tilt: ${\displaystyle \mathrm{2자형}}$( ${\displaystyle \{\backslash )}$({$displaystyle a_{2}\rho \sin(\theta)}$

$여기$서 ${\$ { displaystyle $\rho$}는$$ 0${\displaystyle }$≤$1$의 정규화 반지름입니다.{ $displaystyle$$$0 \$leq \rho \leq$ 1$$} ${\displaystyle \mathrm{where<img\; alt="0\backslash leq\; \backslash rho\; \backslash leq\; 1"\; aria-hidden="true"\; class="mwe-math-fallback-image-inline"\; src="https://wikimedia.org/api/rest\_v1/media/math/render/svg/c19dbabb82b28a19abbf2d404f85ecae4f0bd33d"\; style="vertical-align:\; -0.838ex;\; width:9.724ex;\; height:2.676ex;"><img\; alt="\backslash theta\; "\; aria-hidden="true"\; class="mwe-math-fallback-image-inline"\; src="https://wikimedia.org/api/rest\_v1/media/math/render/svg/6e5ab2664b422d53eb0c7df3b87e1360d75ad9af"\; style="vertical-align:\; -0.338ex;\; width:1.09ex;\; height:2.176ex;">}}$ ${\displaystyle （}$ \$displaystyle$$$\$leq$ \$leq ）$。

$(\$ $및$ $(\$ 계수는$$ $일반적$으로 선택한 빛의 파장의 비율로 표현됩니다.

피스톤과 틸트는 파면에서의 곡률을 나타내거나 모델링하지 않기 때문에 실제로는 실제 광학적인 이상이 아닙니다.디포커스는 가장 낮은 차수의 실제 광학적 수차입니다.다른 완벽한 파면으로부터 피스톤과 틸트를 감산하면 완벽한 무수차 화상이 형성된다.

X방향과 Y방향의 급격한 광학 기울기를 지터라고 합니다.지터는 3차원 기계적 진동과 공기역학적 흐름장의 급변하는 3D 굴절에서 발생할 수 있습니다.지터는 동적 2축 마운트에 장착된 평면 미러를 사용하여 미러 X 및 Y 각도의 작고 빠른 컴퓨터 제어 변화를 가능하게 함으로써 적응형 광학 시스템에서 보정할 수 있습니다.이것은 종종 "고속 스티어링 미러" 또는 FSM이라고 불립니다.짐벌 가공된 광학 포인팅 시스템은 물체를 기계적으로 추적하거나 투영된 레이저 빔을 수백 마이크로라디안보다 훨씬 더 잘 안정화시킬 수 없습니다.공기역학적 난류로 인한 버핏은 포인팅 안정성을 더욱 저하시킵니다.

그러나 빛은 눈에 띄는 운동량을 가지고 있지 않으며, 컴퓨터로 구동되는 FSM에서 반사됨으로써 이미지 또는 레이저 빔을 단일 마이크로라디안 또는 수백 나노라디안으로 안정화시킬 수 있습니다.이것에 의해, 움직임이나 원거리 레이저 빔 지터에 의한 화상 흔들림이 거의 없어집니다.가시선 안정화 정도에 대한 제한은 FSM 틸트의 제한된 동적 범위에서 발생하며 미러 틸트 각도를 변경할 수 있는 가장 높은 주파수입니다.대부분의 FSM은 1킬로헤르츠를 초과하는 주파수에서 여러 파장의 틸트로 구동될 수 있습니다.

FSM 미러는 광학적으로 평면이기 때문에 FSM 미러는 동공 이미지에 배치할 필요가 없습니다.두 개의 FSM을 결합하여 빔 포인팅 각도뿐만 아니라 빔 중심 위치를 안정시키는 빔워크 방지 쌍을 만들 수 있습니다.빔워크 방지 FSM은 변형 가능한 미러(동공 이미지에 위치해야 함)보다 먼저 배치되어 변형 가능한 미러 전면 플레이트에서 동공 이미지의 위치를 안정화하고 변형 가능한 미러 전면 플레이트의 파면 이동 또는 전단 작업으로 인한 보정 오류를 최소화합니다.

레퍼런스

• Malacara, D., 옵티컬 숍 테스트 - 세컨드 에디션, John Wiley and Sons, 1992, ISBN0-471-52232-5.