針對含有自由曲面的空間光學系統(tǒng)中偏振像差對探測精度和成像質量的影響，基于瓊斯表示法，提出以條紋澤尼克多項式為表征函數的自由曲面離軸光學系統(tǒng)偏振像差分析方法，構建了自由曲面反射光學系統(tǒng)偏振像差解析模型，分析了條紋澤尼克多項式低階系數對視場離軸光學系統(tǒng)偏振像差分布的影響；通過全視場偏振光線追跡仿真及系統(tǒng)引入自由曲面前后的對比，揭示了自由曲面對離軸光學系統(tǒng)相位像差、相位延遲和二向衰減3種偏振像差的作用規(guī)律；最后，設計了含有自由曲面的大視場離軸三反偏振成像光學系統(tǒng)，并分析了系統(tǒng)全視場的偏振像差。分析結果表明：相位像差分布與自由曲面面形矢高分布一致，自由曲面引起的二向衰減和相位延遲占系統(tǒng)總體二向衰減和相位延遲的52.5%。掌握這種偏振特性變化對于設計深空天文望遠鏡等甚高精度的光學系統(tǒng)具有重要意義。
