従来の光学システム設計過程において、光学設計者は光学システムの性能最適化に重点を置き、これらのシステムの竣工性能を考慮していませんでした。光学システムの公差要求を低減するために、本論文はベクトル収差理論に基づく自由曲面を含む反射式望遠鏡の感度低減設計方法を提案します。ベクトル収差理論の局所座標準軸光線追跡方程式に基づき、光瞳の座標変換関係を解析し、ゼルニケ多項式の極座標および直交座標表現式と組み合わせて、一般的な偏心傾斜状態におけるゼルニケ自由曲面の収差解析式を導出しました。次に、この解析フレームワークに基づき光学システムの竣工性能評価モデルを構築しました。このモデルを利用して、自由曲面を含む軸外2反射および3反射望遠鏡をそれぞれ設計し、2000回のモンテカルロ試験によりシステムの調整感度を分析しました。結果は、約10分の最適化後に軸外2反射望遠鏡の波面収差の平均値が26％減少し、軸外3反射望遠鏡の波面収差の平均値が14％減少し、本論文で提案した感度低減設計方法の有効性を有効に検証しました。

ベクトル収差;感度低減設計;ゼルニケ自由曲面;軸外反射式システム