利用射线扇形斜率进行光学系统性能补偿的容差分析方法

《IEEE Access》：Tolerance Analysis Method Using the Ray Fan Slope for Performance Compensation of the Optical System

　　

摘要：

在光学产品的设计及制造过程中，由于公差的存在，性能下降是不可避免的。以往的研究从不同角度分析了公差的影响，但尚未提出一种能够有效补偿性能下降带来的像差的一致性解决方案。我们提出的方法通过利用光线扇形斜率，定量分析基于公差的像差敏感度，并提出了一种补偿方法来恢复产品性能。我们发现，当应用斜率符号相反但绝对值相近的公差组合时，光线斜率效应会被抵消，从而提升调制传递函数的性能。通过对多种光学系统的实验验证，发现组合使用多种补偿公差能有效改善调制传递函数的平衡性。此外，我们还开发了与Code V软件相连的自动化程序，以提高重复性公差分析任务的效率。因此，我们提出了一种新的公差分析方法，能够定量且有效地补偿设计完成后生产过程中出现的性能下降问题。