[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四：90度目镜 [复制链接]

在本课中，我们将设计一个目镜。我们将让计算机完成几乎所有工作。结果是一个具有良好性能的8片镜片的镜头。 Us5P?}  
我们假设望远镜物镜图像直径为1.2英寸，我们希望观察者看到90度的无畸变图像。 这种镜头可以通过两种方式设计：从物镜到眼睛，或者从眼睛到物镜。 在这个例子中，我们将选择前一个方案。 （在第37课中，我们将以另一个方案进行。） :cx}I  
我们将从远处的物镜将光线对准镜头，首先对准镜头内一英寸的一点，并要求光线以45度的角度从轴上射出。 zOV.cI6fZz  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） +:JyXFu  
6xFvu7L_c;  
    TIME ]KsL(4PY  
    CORE 12 "JHdF&  
    OFF 1 99 ynWF Y<VX  
    DSEARCH 5 QUIET G-vBJlt=t  
    SYSTEM ENmfbJ4d~  
    ID EYEPIECE EXAMPLE Sqt'}  
    OBD 1.0E9 45 1.27 rKK{*%n  
    UNI MM KF'DOXBw>  
    WAVL CDF `pB]_"b  
    WAP 1 ZS@Gt  
    END ncF|wz  
     :P!"'&gCL  
    GOALS #osP"~{   
    ELEMENTS 9 5)IJ|"]y  
    TOTL 200 .01 ( !K?^si  
    BACK 0 0 Xm#E99  
    FNUM 7.0 10 tEj-c@`"x-  
    ASTART 5 ?9F_E+!  
    THSTART 5 |H!kU.f]  
    RSTART 100 FCk4[qOp7  
    RT 0.25 7q%<JZPY  
    NPASS 80 ]Wn^m+  
    ANNEAL 100 10 Q 100 Py&DnG'H  
    SNAP 10 N+l 0XjZD9  
    TOPD 9:JFG{M  
    STOP FIRST         aGl
*h"&  
    STOP FREE 2}NWFM3C  
    QUICK 50 100 oNkASAd  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     qHAZ)Tz  
    FWT 3 1 1 1 1 1 3G4N0{i  
    END t[L_n m5-  
     %syFHUBw  
    SPECIAL AANT e58  
    ACA 50 1 1 p "J^  
    ADT 10 .1 10 ~^6[SbVb  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     K`BNSdEN>  
    M -.008 10 A P HH 1         7wO0d/l_  
    M -.004 10 A P HH .5     U',.'"m  
    M -.0064 10 A P HH .8 E[z8;A^:0  
    M 0 1 A P YA 1         72YL   
    S GIHT W(C\lSE0  
    END tHvc*D  
    GO p1-bq:  
    TIME )yHJc$OlMx  
V_>)m3zsL  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 stb)Tl^  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 qtqTLl@u  
        该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里，您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 w2 L'j9  
    
9JG
9;[  
    PANT lbRm(W(  
    VY 0 YP1 C4#EN}  
    VLIST RD ALL L\:f#b~W  
    VLIST TH ALL
B@:11,.7  
    VLIST GLM ALL YTQom!O  
    END 4yk!T  
    AANT P nE~HcxE/  
    AEC m]Sv>|  
    ACC 6I)1[tU  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM ))pp{X2m  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 Z5oX "Yx  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 sRM3G]nUr  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 oAMB}a;  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 !<ae~#]3P  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 A3\%t@y  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 L>,j*a_[  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 m((A  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 f9Vxtd  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 LC!ZeW35  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 bIX'|=  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 M"E ]r=1  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 *jB
n ^  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL BFCF+hU^6R  
    ACA 50 1 1 r N"P IH  
    ADT 10 .1 10 Uf:G,%OYi  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 5M.KF;P  
    M -.008 10 A P HH 1   |bHId!d  
    M -.004 10 A P HH .5 cY}Nr#%s@U  
    M -.0064 10 A P HH .8 :6,qp?/  
    M 0 1 A P YA 1   \Oku<5  
    S GIHT :+Pl~X"
_  
    END Ik92='Z  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     ""j(wUp-W  
    SYNOPSYS   80 N|pyp*8Z  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果： |;L%hIR[  
        我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上，我们在全视场看到一个波长的误差。     0(uNFyIG  
准备一个新的MACro 如下： R*C  
*@M7J  
    STO 9 if S) < t  
    CHG Ly0U')D:  
    NOP +O@v|}9"w3  
    18 TH 2000 qJ;T$W=NG  
    19 YMT \X'{ ee  
    20 9Q!X~L|\S  
    END G8JwY\  
    STEPS = 100 . PzlhTL7  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 &DqeO8?Q  
    GET 9     B!Ss 35<  
运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP， 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20，因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近，则像差将受到控制 E&?z-,-o@  
        我们想要避免 “芸豆”效应，如果瞳孔有很多球像，就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动，视场的一部分图像会消失。 QU&b5!;&  
在眼睛位置放大图像，然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是，镜头的设计是关于权衡的，不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。 +sTZ) 5vQ  
接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变，因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片： u6~|].j R  
        我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能，该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了！ nUZ+N)*  
该镜头处于AFOCAL模式，输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度，以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同，则系统没有畸变。
ty8\@l  
现在难点是，我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点，我们给镜头设置了10个波长，根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先，我们删除曲率求解，因此半径不会随光谱改变。 k)2L<Lmn  
94=aVM\>>  
    CHG J
,
8Wo6  
    NOP 67uUeCW  
    END Unl6?_  
    MSW u1?1x  
当光谱向导打开时，我们选择天文学资源例如太阳，月亮，行星。然后我们单击视觉，并选择视觉，明视觉。 单击10个波长的选项，然后单击“获取光谱”。 %hYol89F  
        这是光源和探测器组合的光谱。单击精细设置，将光谱向右移动一点。然后对镜头单击应用于镜头并关闭对话框。 cVzOW|NVx  
        关闭向导并打开MPF对话框。这将显示衍射点在视场上的扩散。选择外观显示，通过4放大，然后执行。 +["t@Q4IQ  
        我们可以通过打开对话框MGS，选择绘制条纹 X设置为3，然后点击OK来显示图形系统总结 Min^EAG@  
        衍射限制了大部分视场的清晰度。我们必须判断目标值。这里显示的弥散斑与你眼睛能查看的清晰度相当。 =h~\nTN  
这个镜头是DSEARCH列表上的头一个镜头，但是我们有时会尝试其他初始结构的镜头。请检查它们——并注意，由于我们在本课中使用了模拟退火特性，每次返回的结果都会有所不同。所以多运行DSEARCH几次，每次都要优化和检查结果。并尝试使用RSTART的值。 1 :xN)M,s  
如果我们对这个目镜的结果满意的话，下一步就是把它优化成可加工的镜头。阅读有关IRG和ARGLASS的内容，您将了解更多。