Experimentelle Bestimmung von Zernike-Koeffizienten anhand gemessener Kantenbildfunktionen

Zernike-Koeffizienten ermöglichen die quantitative Bestimmung der Aberrationen eines optischen Systems. Bisher werden die Zernike-Koeffizienten eines optischen Systems über interferometrische Messungen ermittelt. Als Alternative zu diesem Verfahren ist ein Matlab-Algorithmus entwickelt worden, der mit der leichter messbaren Kantenbildfunktion arbeitet. Im Rahmen dieses Artikels werden die Ergebnisse des Algorithmus aus realen Messdaten für zwei Objektive mit interferometrischen Messungen verglichen. Die numerische Rechnung beginnt mit geratenen Zernike-Koeffizienten, auf deren Basis die zugehörigen x- und y-Kantenbildfunktionen errechnet werden. Mit diesem Signal und dem Messsignal wird eine zu minimierende Residuumsfunktion gebildet. Über Variation der Koeffizienten erhält man schließlich die Zernike-Koeffizienten. Zur Messung von Kantenbildfunktionen wurde ein optischer Aufbau realisiert, der eine Chrom auf Glas L-Kante in Transmission mit hinreichend großer Numerischer Apertur beleuchtet. Die Kantenbilder des zu untersuchenden Objektivs werden mit einer Zwischenoptik auf eine CCD abgebildet. Die Bildfehler der Tubuslinse können vernachlässigt werden.