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    [原创]SYNOPSYS 如何设计单透镜,第一部分:设置 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-07-08
    D\~zS`}  
    uaw~r2  
    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)。 d|9b~_::V  
    下载 9A,Z|q/z5  
    联系工作人员获取附件 )CPM7>  
    简介 .@)mxC:\K9  
    yZ]:y-1  
    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。 =-cwXo{Q.O  
    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。 i>L+gLW  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: t9gfU5?  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; cHA7Kg !  
    2.通过命令行; '[|+aJ  
    3.通过三维化的图形界面。 PupM/?57  
    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: uhH^>z KA  
    |LG4=j.l  
    `cz2DR-"  
    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。 A$0H .F>  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 (;x3} ]  
    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。 :%&Q-kk4!  
    $\o {_?}1  
    GY3 Wj  
    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。 ',3HlOJ:  
    _CBWb  
    ;a=w5,h:  
    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。 5 hj  
    7`vEe 'qz  
    75nNh~?)\  
    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。 <tpmUA[]  
    _cTh#t ^  
    m`#Od^vk  
    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: yw[#  
    ( m\$hX  
    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: _iKq~\v2  
    t- u VZ!`\  
    \]Kh[z0"  
    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: mE O \r|A  
    -&82$mj  
    n8=5-7UT  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: T lAR.cV  
    |yyO q  
    ]Y6cwZOe  
    SYNOPSYS 中有许多不同的求解类型,每个求解类型都有特定的用途。数据求解时,选择编辑厚度求解 >YMT 进行厚度求解,且目标值为0。如下图所示: ]$afC!Z  
    g,`A[z2  
    eAUcv`[#p  
    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: 5Dp#u  
    !Bz0^ 1,L  
    rWys'uc  
    镜头结构如下图所示: OJT1d-5p  
    ELrsx{p:  
    nKR{ug>I)  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 J{[n?/A{  
    HS'Vi9  
    -yxOBq  
    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: 4%WzIzRb  
    tqAd$:L  
    s?8<50s  
    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: hLJM%on  
    &<zd.~N"  
    MRU7W4W-~/  
    镜头结构如下图所示: r|4t aV&  
    *"9><lJ-!  
    fA'qd.{f^  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 FYs)M O  
    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: aKU*j9A?;Z  
    01!s"wjf  
    - (#I3h;I  
    fQrhsuCrC  
    'c\iK=fl  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: nEzf.[+9/  
    pEECHk  
    =U|N=/y#hJ  
    ,mRyQS'F  
    |AZg*T3:W  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: Cg*H.f%Mr  
    $/Aj1j`"9+  
    2Q;9G6p  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: 2r$#m*  
    &d7Z6P'`G  
    :Xc@3gF  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: {M,,npl  
    zByT$P-  
    kw2T>  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: }b1cLchl  
    MX>[^}n  
    TAjh"JJIV  
    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。 ~>9_(L  
     
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