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{y6C0A* :B.G)M\ 本系列共三篇文章,旨在介绍如何使用 SYNOPSYS 界面进行操作。本文以单透镜为例,介绍了设计透镜的基本过程,包括构建系统(第1部分)、分析其性能(第2部分),以及根据所需的指标参数和设计约束对其进行优化(第3部分)。 =/9<(Tt%m 下载 h<% U["
联系工作人员获取附件 ^f|<R8 ` 简介 B{aU;{1 6m[9b*s7 单透镜为 SYNOPSYS 中建模最简单的成像系统。尽管如此,这个简单的成像系统的设计可以帮助您了解 SYNOPSYS 的界面,了解基本的设计概念和策略,并演示如何使用一些基本的分析功能来优化和确定光学性能。 lw[<STpD; 这是由三篇文章组成的系列文章的第1部分,在第2部分中,我们将讨论一些可用于评估系统性能的分析。在第3部分中,我们将讨论如何优化单透镜,使其在设计约束下获得更好的性能。 =dGKF`tR 光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: A(+:S"|@ 1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; hVUIBJ/5(- 2.通过命令行; S+ebO/$> 3.通过三维化的图形界面。 :l"dYfl 在这个练习中,我们将设计和优化一个玻璃材料为 N-BK7 的单透镜。最终设计方案应满足以下规格和约束条件: <hv7s,i bS rZ{l ?Y3@" rdR 使用给定 SYNOPSYS 的用户界面和可用的工具,可以很容易地建模和优化单透镜。 m7m
\`; SYNOPSYS 中通过数据表建模 _{Y$o'*#I 打开 SYNOPSYS 软件,在其顶部的工具栏中可以找到系统设置,在系统设置中可以对系统参数、系统波长以及系统物、光阑、光瞳进行设置。 9m8ee&, ? )_7U 0d4cE10 首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。 w$>3pQ8d {/ &B!zvl :JlDi>B 其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 0S.?E.-&0 4seciz0? H]Wp%"L 最后,在系统物、光澜、光瞳中,可以设置物参数等。入瞳直径可能是最常用的系统孔径类型,也是当前示例中最方便的定义。在 SYNOPSYS 中,入瞳直径被定义为从物空间看到的光瞳直径,以镜头单位为单位。 #ElejQ|? }V]eg,.BJ R1'`F{56 在计算机辅助序列透镜设计中,光线按其排列的顺序从一个表面追迹到下一个表面。为此, SYNOPSYS 使用一种名为 SPS 的数据表。打开 SYNOPSYS 后,在 SYNOPSYS 命令窗口中输入 SPS 就可以看到数据表。除了在命令窗口输入指令,您还可以在主窗口上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标,或者在镜头结构窗口 (PAD) 上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标。这三种方法都可以打开 SYNOPSYS 的数据表,下图是打开后的界面: LgHJo-+> TyOH`5D 镜头数据编辑器是主要的电子表格,其中输入了大部分镜头数据。部分主要输入项包括: 2Va4i7"X\ g.a| c\WH 4#:\?HAu! 设置镜头材料时,选择玻璃表 >Schott,然后输入 N-BK7 ,再点击设置。如下图所示: 8=Q VN_
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zu<3^=3 在数据表中输入表面1数据,如下图所示: ><Uk*mwL ]k*1KP Ei~f`{i SYNOPSYS 中有许多不同的求解类型,每个求解类型都有特定的用途。数据求解时,选择编辑厚度求解 >YMT 进行厚度求解,且目标值为0。如下图所示: O&'/J8 [/ohk& 2U9&l1P= 在数据表中输入表面2的数据并设置厚度求解,如下图所示: };sMU6e &+r4
p5<2N 镜头结构如下图所示: ]0/p 7N14 |4Ha?W 0 {R/<N SYNOPSYS 中通过命令行建模 VXIQw'Cq 2jA%[L9d^ YKs4{?vw SYNOPSYS 中通过命令行建模,在命令窗口中输入 EE 指令,可以打开宏指令编辑器。如下图所示: 3k'.(P|F Y8ehmz|g]J 84M3c 在命令窗口中输入单透镜的镜头文件,点击运行,就可以在PAD窗口中看到形成的镜头结构。打开附件中的 “DAN.MAC” ,镜头文件如下图所示: &iSD/W =nVmthGw (~()RkT 镜头结构如下图所示: 5 =Z!hQ} )i!^]| $ Jps .;yjk SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 }.{}A(^YR 打开软件 SYNOPSYS,点击工作表,在弹出的工作表镜头编辑窗口进行镜头设计。工作表如下图: :'*DMW~ ?63&g{vA Coa -8j*R7 @G GccF l`gTU?<xd 在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: 5I,$EGG /cY^]VLe _e'Y3:
^l !L)iw \0AiCMX[ 在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: P(h5=0`*PR G|9B)`S a$}mWPp+f 在表面2后添加一个表面,结果如下图: _P5P(^/ 509Q0 [k .nZ3kT` 设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: vWY(% Q, C6@t ek)Xrp:2 点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: 97!5Q~I T-8J 8$}OS- 现在,单透镜已经建立完成,我们将在如何设计单透镜,第二部分:分析中解释如何可视化和评估系统性能。 7g6RiH}
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