Hubble 望远镜衍射难分析？OAS 光学软件精准解惑

Hubble望远镜的衍射传输场

简介

Hubble 望远镜作为天文学研究的重要工具，其在衍射极限下的成像能力备受关注。衍射极限由光的波动性和光学系统的孔径决定，是光学系统分辨率的理论极限。在本案例中，我们使用 OAS 光学软件对 Hubble 望远镜的衍射传输场进行模拟分析。通过 OAS 软件的光线追迹功能，能够模拟光线在 Hubble 望远镜光学系统中的传播路径。

案例设置与操作

模型构建

在 OAS 软件中，依据 Hubble 望远镜真实的光学系统结构，精确构建其光学模型。包括主镜、副镜等关键光学元件的形状、尺寸以及相对位置关系等，都严格按照实际参数设定，以确保模拟的准确性

参数设定

除了设置上述光源参数外，还对光学元件的材质属性、表面粗糙度等影响光线传播的参数进行合理设置。这些参数的准确设定，能够更真实地反映光线在实际望远镜系统中的传输情况，如折射、反射、散射等现象。

光线追迹

启动 OAS 软件的光线追迹算法，大量光线从设定的光源出发，按照光学传播定律在构建的望远镜模型中传播。软件记录每条光线在传播过程中的位置、方向等信息，通过对海量光线的追迹结果进行统计分析，得到光线在整个光学系统中的传输分布情况。

结果展示

经过光线追迹后，在探测器窗口中能够清晰观察到 Hubble 望远镜的衍射条纹。这些衍射条纹呈现出特定的图案和强度分布，与理论上 Hubble 望远镜在衍射极限下的成像特征相符合。通过对衍射条纹的分析，可以获取到关于望远镜成像分辨率、光学系统像差等重要信息。例如，条纹的间距、清晰度等特征，能够直观反映望远镜对不同距离天体细节的分辨能力；条纹的对称性和均匀性，则可用于评估光学系统的像差校正效果。

Hubble望远镜的三维追迹图

Hubble望远镜的像面光强分布图

Hubble望远镜的像面相位分布图

总结

本案例利用 OAS 光学软件成功模拟了 Hubble 望远镜的衍射传输场，展示了软件在复杂光学系统分析中的强大功能。通过模拟，不仅能够深入理解 Hubble 望远镜的成像原理和性能，还能为其进一步的优化升级提供理论依据。