自由曲面を含む空間光学系における偏光収差が検出精度と画像品質に与える影響について、ジョーンズ表現法に基づき、ストライプゼルニケ多項式を表現関数とする自由曲面傾斜光学系の偏光収差解析法を提案し、自由曲面反射光学系の偏光収差解析モデルを構築した。ストライプゼルニケ多項式の低次係数が視野の傾斜光学系における偏光収差分布に及ぼす影響を分析した。全視野偏光光線追跡シミュレーションおよび自由曲面導入前後のシステム比較により、自由曲面が傾斜光学系の位相収差、位相遅延および双方向減衰の3種類の偏光収差に与える影響の法則性を明らかにした。最後に自由曲面を含む大視野傾斜三反射偏光イメージング光学系を設計し、システムの全視野偏光収差を解析した。解析結果は、位相収差の分布が自由曲面形状の高さ分布と一致し、自由曲面による双方向減衰および位相遅延がシステム全体の双方向減衰および位相遅延の52.5％を占めることを示した。このような偏光特性の変化を把握することは、深宇宙天文望遠鏡などの極めて高精度な光学系設計に重要な意義を持つ。

光学設計;偏光収差;ジョーンズ行列;自由曲面;偏光光線追跡;傾斜光学系