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    [原创]SYNOPSYS 每天一例 - 宽光谱超消色差显微镜物镜 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2019-04-12
    概述 +nZRi3yu=  
    我们将进行一项高级的镜头设计任务,该任务将利用您在前几章中学到的许多强大工具。 Pg^h,2h  
    镜头要求在0.38-0.9μm的波长范围内工作,镜头F/#为0.714。其他要求: tfiqr|z  
    1.物距无限远,0.8 度半场,1.26 毫米半孔径。 rhY_|bi4P  
    2.光谱范围0.38 - 0.9 微米。 <9@7,2  
    3.F/number 0.714。 D\]&8w6&  
    4.总长小于25 毫米。 Q!CO0w  
    5.畸变校正良好。 PDw{R]V+  
    6.像方远心。 (;6s)z  
    7.没有羽状边缘,中心厚度不超过 8 毫米。 ZL%VOxYqi  
    ValS8V*N1  
    oL *n>dH  
    设置工作目录 3n(*E_n  
    选择Dbook工作目录 K&pM o.  
    ER|!KtCSM  
    参考DonaldDilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomouscomputational methods and techniques》第35章 Q5E:|)G  
    p$!@I  
    'M%5v'$y  
    Dsearch优化 =B5E0x  
    我们预估要达到设计要求,可能需要十片透镜,但是想逐步增加透镜数量。设DSEARCH 的输入,搜索八片透镜的结构。 这将为您提供一些潜在的初始结构,一旦知道进度的情况,就可以根据需要增加设置。由于光谱范围很宽,因此请设定五个波长而不是设置常用的三个波长,以避免中间波长处的大焦点误差。运行MACro(C35M1),模拟退火(50,2,50) ` %' z  
    R "E<8w  
    ^o%_W0_r  
    6$B'Q30}r  
    ~8Sqa%F>  
    GSEARCH准备 l L2-.!]R  
    色差校正是一项大挑战,下一步是找到一些有可能制造宽光谱的玻璃。 我们将通过两种方式做到这一点:首先使用超消色差理论,然后通过让 GSEARCH 自动发现玻璃的组合。 保存此版本,以便后面可以再次调用: STORE 1 kfpm=dKL  
    接下来,创建两个文件。第一个是一个普通的优化文件。使用 DSEARCH 创建的宏,只需稍微编辑一下:如果任何组合最初都不追迹(很可能追迹),请优化程序运行自动 ray-failure 修复例程(C35M2);折射率的大变化会使光线向不同的方向发射,从而导致失败): 1 Nk1MGV  
    d7i#w #  
    cS~!8`Fwy  
    f4]&pcK  
    '\4fU%  
    GSEARCH优化 d)*(KhYie@  
    将C35M2使用名称 GSOPT.MAC 保存,然后创建第二个 MACro(C35M3),优化GSEARCH ,经过优化和模拟退火后 GAJ~$AiwHH  
    +>E5X4JC  
    \|{*arS  
    >Pkdu}xP3  
    !V( `ZH  
    *98Ti|  
    进一步优化 @f=RL)$|  
    这是一个相当不错的设计,因为超消色差理论只适用于超薄透镜,而这些透镜显然并不薄。看看如果 GSEARCH 自己找到玻璃会发生什么。 回到您保存的版本,然后编辑您的MACro,以便 GSEARCH 搜索光明玻璃库中三个玻璃最接近的组合,而不是我们在上面选择的三个玻璃的组合(注意 SKIP 指令,它忽略了 EOS 命令行的输入; 使用NEAREST 选项时,USE 指令不适用): 8*k oxS  
    y''0PSfb#  
    Gm@iV,F%R  
    &|,s{?z2  
    OPJgIU%  
    `V~LV<v5  
    R"Y?iZed3  
    JTkCk~bX[z  
    精简删除镜片 -RCv7U`  
    结果更好。GSEARCH不使用薄透镜假设,而使用超消色差理论的数值方法。 这种方法可以超越传统的技术方法。 j&llrN  
    这款镜头基本上是完美的。 但是:我们可以用更少的透镜来实现吗? 使用自动透镜删除功能很容易找到可以被删除的透镜。 使用模型玻璃返回您保存的版本,并在优化MACro (C35M2)的顶部添加一个新行: | M _%QM.  
    AED 3 QUIET 1 16. zg0%>iqO  
    '^lUL) R  
    \6c8z/O7   
    `Of[{.Q  
    ,# iZS&  
    MTF图 US]"4=Zm  
    让我们看看 MTF 在这个视场的情况。 键入 MMF,选择“Multicolor”,然后单击“Execute”。 JB'qiuhab  
    ._K$0U!  
    *?b@>_1K  
    toN  
    s9:%s*$u  
    后焦VS波长图 67ZYtA|t  
    让我们看看后焦位置与波长的函数有多稳定。 输入 AI 句子 \SzGzCJ  
    STEPS = 100 <dJIq"){  
    PLOT BACK FOR WAVL = .38 TO .9 ]g7HEB.Y  
    ) 1BiEK`v  
    oEPNN'~3  
    xK=J.>h3  
    rN'.&;Y5  
    总结 d"p2Kx'*3  
    我们还试着让DSEARCH 寻找一个七片式透镜组,而不是像上面那样找到一个八片式透镜组,然后用AED 删除一片透镜。很难预测在混乱的设计树中哪条路径会是最好的,而我们所能做的就是不断尝试。我们尝试了几种透镜,并将它们与 Ohara 玻璃库匹配。 还有其他我们可以尝试的事情。如果 7 片透镜的结果不够好,我们可以尝试自动插入透镜,添加一行命令 q'fPNQg  
    AEI 3 1 14 CONLY 100 1 10 50 光学设计,是个灵活的过程,只有多去尝试不同的路径,才会更有可能设计出更好的设计出来。 H&u4v2  
    dRM5urR6,  
    tbRE/L<  
    感谢 u,!4vKx  
    ASDOPTICS -- Advanced Optical System Design 2Z-,c;21  
    www.asdoptics.com 8t--#sDy{0  
    sales@asdoptis.com &KOO&,  
    support@asdoptics.com
    (,d/JnP  
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    只看该作者 2楼 发表于: 2020-09-08
    谢谢分享
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    只看该作者 1楼 发表于: 2019-05-06
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