切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 204阅读
    • 0回复

    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程二十六:融会贯通 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线optics1210
     
    发帖
    104
    光币
    98
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 09-14

    在本课中,我们将进行一项相当困难的镜头设计任务,该任务将展示您在之前课程中学到的许多强大功能。 (您需要能支持此示例的软件配置,因为它需要超过12个曲面并需要保存镜头文件。)当您阅读以下每个段落时,请务必在帮助中查找您不熟悉的任何主题 文件,以便您了解参数的含义以及存在的其他可能性。

    这种镜头必须在0.38到0.9微米的波长范围内工作 - 这是一项挑战。 此外,我们希望镜头光圈数F / 0.714工作。 这也不容易做到。 以下是要求:

    1. 光源在无穷远处,0.8度半视场,1.26毫米半孔径。 2. 光谱范围0.38至0.9微米。 3. F/number 0.714 4. 总长不超过45毫米。 5. 良好的畸变校正。 6. 像方远心。 7. 无薄边边缘,中心厚度不超过8毫米

    这个任务可能需要10个透镜,但是想逐渐实现。 我们为DSEARCH设置了输入,要求提供8个透镜。 这将为我们提供一些潜在的配置,一旦我们看到事情的进展,就可以根据需要增加复杂性。 由于光谱范围很宽,我们选择指定五个波长而不是通常的三个波长,以避免中间波长的大焦点误差。

        CORE 14

        DSEARCH 3 QUIET

        SYSTEM

        ID EXAMPLE WIDE-SPECTRUM FAST LENS

        UNI MM

        OBB 0 0.8 1.26

        WA1 0.9 0.77 0.64 0.51 0.38

        CORDER 3 1 5

        END

        GOALS

        ELEMENTS 8

        FNUM 0.7143 100

        BACK 0 0

        TOTL 0 0

        STOP FREE

        COLORS M

        RSTART 10

        THSTART .25

        ASTART 0.1

        RT 0.7

        OPD

        QUICK 50 50

        ANNEAL 200 20 Q

        END

        SPECIAL PANT

        SLIMIT 100 0.1

        END

        SPECIAL AANT      ! SMALL ELEMENTS; CAN BE CLOSE TOGETHER小透镜; 可以一起关闭

        AEC .1 1 .05          ! edge monitor边缘探测器

        ACM .1 1 .05          ! minimum element TH 透镜最小厚度

        ACC 8 1 0.5      ! maximum TH最大透镜TH

        ACA 70 1 1           ! avoid critical-angle refraction避免临界角度折射

        LUL 45 1 1 A TOTL ! limit track length 限制总长

        A BACK

        M 0.5 1 A BACK          ! want image clearance of 0.5mm

                想要0.5mm的图像间隙

        M 0 1 A P YA 1 S GIHT          ! control distortion控制畸变

        M 0 1 A P HH 1 END          ! and make telecentric 使其远离中心

        GO

    运行这个文件,在不到一分钟的时间内获得一个不错的起点。 DSEARCH为我们创建了一个优化MACro,在运行它然后运行了几个周期后,我们得到了这个设计:

    由于色差校正将是一个挑战,下一步是找到一些有可能制造“超消色差”的透镜。 使用命令MGT打开玻璃库,选择Schott目录,单击图形按钮,然后选择底部选项,以绘制P *与P **。 需要三种玻璃在一条长线上。 按住 Ctrl 单击镜片P-SF68,它定义了线的底部,然后 Shift 单击镜片N-PK52A,定义顶部。

    看到玻璃N-F2吗?它在线的中心附近。这给了三种类型的玻璃,但是我们还不知道该给哪个透镜赋值。不要担心:GSEARCH可以告诉我们。

    接下来创建两个文件。 第一个是普通的优化文件。 使用DSEARCH为我们很好地创建的MACro,我们只需稍微编辑

        PANT

        SLIM 100 0.1

            VY 0 YP1      ! let the program find the best stop position 让程序找到最佳光阑位置

        VLIST RD ALL

        VLIST TH ALL

        END

        AANT P

        M   0.140000E+01  0.100000E+03 A CONST 1.0 / DIV FNUM

        GSR     0.500000     1.000000      4  M    0.000000

        GNR     0.500000     1.000000      4  M    0.500000

        GNR     0.500000     1.000000      4  M    1.000000

        AEC .1 1 .05

        ACM .1 1 .05

        ACC 8 1 0.5

        ACA 70 1

        LUL 45 1 1 A TOTL

        A BACK

        M 0.5 1 A BACK

        M 0 1 A P YA 1

        S GIHT

        M 0 1 A P HH 1

        END

        SNAP 10

        SYNOPSYS 40 0 FIX 30

    我们保存文件并命名为GSOPT.MAC,因此会产生第二个宏去驱使GSEARCH运行我们想要的结果。(L26M3)

        GSEARCH 3 QUIET LOG

        SURF

        1 3 5 7 9 11 13 15

        END

        NAMES

        S N-PK52A

        S N-F2

        S P-SF68

        END

        USE 3           ! 仅允许使用所有三种玻璃类型的情况

        GO

    然后我们运行这个文件。

    在我们的8核PC上运行约40分钟,产生这种设计:

    这已经接近了 - 但让我们尝试其他的东西。 超级超消色差的理论严格适用于薄透镜,并且这些薄透镜不是很薄。 回到DSEARCH的结果,这一次要求GSEARCH从Schott目录中找到相应玻璃,与目前的玻璃相差不远。 将GSEARCH MACro更改为

        GSEARCH 3 QUIET LOG

        SURF

        1 3 5 7 9 11 13 15

        END

        NEAREST 3 P

        S

        END

        GO

    然后再次运行它。 结果更好,如下所示。 然后尝试使用其他镜片目录。有些可能会更好,有些会更糟,这这取决于玻璃库的哪些部分是可用的。

    这个镜头本质上是完美的。但我们本能地问,我们是否可以用更少的透镜来做?使用自动透镜删除功能很容易找到。在优化MACro的顶部添加一个新行:

        AED 3 QUIET 1 16

    并再次运行它。 程序检测到您可以删除透镜5.接受建议(删除该透镜),从MACro中删除AED行,然后重新优化并模拟退火。 现在你得到了这个:

    再次,几乎完美 - 只需要七个透镜! 让我们来看看MTF在这个视场的样子。

        FCO 0

        MFF

        ICOL M

        HBAR 0 .5 .75 1

        GBAR 0

        PLOT

    不能比那更好了

    我们完成了吗? 让我们看看后焦点位置与波长的函数有多稳定。 输入AI句子

        PLOT BACK FOR WAVL = .38 TO .9

    确实! 在这个宽范围内,近轴焦点位置仅变化约0.6 uM。 是的,这是一个很棒的镜头! 在你真正制作镜头之前,将光阑移动到表面5是个好主意 - 但这对于本课来说已经足够了。 您可以看到SYNOPSYS如何轻松应对这一具有挑战性的问题。

    还有其他我们可以尝试过的事情。 如果七个透镜的结果不够好怎么办? 那么,您可以尝试自动透镜插入功能,添加该行

        AEI 3 1 14 CONLY 100 1 10 50

    到MACro的顶部。 这将在所有当前镜头的每一侧依次添加胶合透镜,然后返回最佳效果的组合。 使用这些工具,您可以选择其中一种方式 如果您还想尝试空气间隔,请将CONLY更改为CEMENT。 然后他们也将进行测试。

    如果我们在P * -P **图上选择不同的行,会发生什么? 这会给我们三种不同的玻璃尝试。 在尝试之前,你永远不会知道还有什么可能比这更好。

    当你拥有如此多的强大工具时,探索其他组合很有趣并且往往是有益的。

    如果你想了解我们优秀镜头的属性,这里是RLE文件:

        RLE

        ID EXAMPLE WIDE-SPECTRUM FAST LENS       50760

        ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000001011101     93

         FNAME 'DSEARCH07.RLE                                     '

         MERIT   0.252142E-03

         LOG    50760

         WA1 .9000000 .7700000 .6400000 .5100000 .3800000

         CORDER   3   1   5   2   4

         WT1 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000

         APS               1  UNITS MM

         OBB  0.000000      0.80000      1.26000     -0.14478      0.00000      0.00000      1.26000    0 AIR

           1 RAD    -12.3575888493127   TH      8.00349843

           1 N1 1.70683888 N2 1.71075605 N3 1.71661866 N4 1.72704962 N5 1.75095371

           1 CTE   0.568000E-05

        1    GTB S    'N-LAK10         '

        2    RAD      5.6036307276255   TH      0.42904026 AIR

        3    RAD      8.4130780171013   TH      6.59790611

           3 N1 1.73259261 N2 1.73873215 N3 1.74890937 N4 1.76882390 N5 1.82136771

           3 CTE   0.800000E-05

        3    GTB S    'SF4             '

        4    RAD     -9.1818032305934   TH      5.54967141 AIR

        5    RAD    -56.1367087651872   TH      8.00224863

           5 N1 1.87928012 N2 1.88604915 N3 1.89699697 N4 1.91801250 N5 1.97244514

        5    GTB S    'N-LASF46B       '

        6    RAD      4.8482482223468   TH      0.10000000 AIR

        7    RAD      4.3440291976542   TH      1.00000148

           7 N1 1.49128809 N2 1.49299454 N3 1.49554375 N4 1.50001997 N5 1.50986013

           7 CTE   0.130100E-04

        7    GTB S    'N-PK52A         '

        8    RAD     -5.7980974504808   TH      0.10000000 AIR

        9    RAD      3.1580916229850   TH      1.00865373

           9 N1 1.49128809 N2 1.49299454 N3 1.49554375 N4 1.50001997 N5 1.50986013    9 CTE   0.130100E-04

        9    GTB S    'N-PK52A         '

        10    RAD     -6.1466379437070   TH      0.12251679 AIR

        11    RAD     -5.2492188361156   TH      6.03606534

          11 N1 1.88762683 N2 1.89708892 N3 1.91293610 N4 1.94491007 N5 2.03856725

          11 CTE   0.590000E-05

        11    GTB S    'N-SF66          '

        12    RAD     -7.8896787646760   TH      0.10004337 AIR

        13    RAD      1.1618206771614   TH      1.00000000

        13    N1 1.87928012 N2 1.88604915 N3 1.89699697 N4 1.91801250 N5 1.97244514   13 GTB S    'N-LASF46B       '

        14    RAD      1.0699320226013   TH      0.49970566 AIR

          14 TH       0.49970566

        14    YMT      0.00000000

        15    CV      0.0000000000000   TH      0.00000000 AIR  END

    你认为你可以通过不同的镜头设计程序快速找到这种设计吗? 我们不这么认为。 尝试一下,如果它成功的话,让我们知道它花了多长时间。

    详情请咨询:sales@asdoptics.com     027-87582688

    [ 此帖被optics1210在2018-09-17 14:19重新编辑 ]
     
    分享到
    快速回复
    限100 字节
    1.发帖,回帖请文明用语;2.切勿灌水,切忌多版面重复发贴;3.打击非法内容,病毒,虚假广告.
     
    上一个 下一个