因為非球面用於光學或紅外線系統對消像差的幫助很大，鏡片數可以減少
且可減輕裝備的重量，所以，近代科技及工程界對非球面的需求越來越大
，且越來越重要，為了要使用該元件，我們必須了解如何設計、製作及測
試，由於裝備的問題及作者的專長，本文著重於設計及測試。為了要從事
設計工作，文中先談到像差的計算，尤其五階、七階的球差及非球面高階
係數所導致的波像差之計算及公式的推導，利用像差平衡，可求出高階係
數，訂定該非球面方程式，以利參加像差優 化。把上面的結果應用於單
鏡的設計，比較求出各高階非球面係數後的像差與未求高階係數時的像差
，發現加了高階非球面係數後像差減少，但單鏡用的範圍較小，如視場加
大或光譜加寬就有色像差及軸外像差的問題，我們試著用三合鏡組（
Triplet)及雙高斯鏡組(Double- Gauss)來消除軸外像差及色差，如設計
孔徑加大則在鏡組中選一折射面加非球面係數，可以減少像差，當然也免
不了要借助於程式做優化工作。二次曲面亦為非球面的一種，文中亦順便
討論其用法及應用二次曲面的一些安排 。經設計後的鏡組，為求表現，
一定要有成品，所以一定要經製作手續，非球面的製作困難度很高，光學
的品質要求又很精密，所以最好能一面製作一面測試製作誤差，以供修正
，光學工程的發展過程中，已提出相當多的非球面測試法，如光學台
(Optical bench)、一般的干涉儀、散射板干涉法（Scattering-plate
Interferometer)、計算機全像片法（Computer-Generated Hologram)，
本文作者站在專長及方便的立場，選擇了消零測試法（Null test)，文中
提到消零鏡組在測試過程的安排、設計，並用優化與製作反覆過程（
Optimization and manufacturing iterations) 來製作，以保持整個測
試系統的波像差於最小的情況。製作好的消零透鏡裝配於 Zygo 干涉儀上
，配合待測面進行測試 工作，利用 Wyko phase Ⅱ來做條紋分析，干涉
條紋的照片及分析誤差的結果均見於文內。
|