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, |0}<% 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)。 jxP;>K7O 下载 2kqu p)82e 联系工作人员获取附件 %9
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E 简介 t;){D:]k
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e 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。 W}nlRbN? 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。 $&Gu) 4'+ 光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模： W= ig.- 1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格； *HU &4E\a 2.通过命令行； J.3u^~z y 3.通过三维化的图形界面。 2"C OP> 在这个练习中，我们将设计和优化一个玻璃材料为 N-BK7 的单透镜。最终设计方案应满足以下规格和约束条件: HUcq% .  D,FHZD t
&g#@3e1> 使用给定 SYNOPSYS 的用户界面和可用的工具，可以很容易地建模和优化单透镜。 "x%Htq@ SYNOPSYS 中通过数据表建模 %J#YM 'g 打开 SYNOPSYS 软件，在其顶部的工具栏中可以找到系统设置，在系统设置中可以对系统参数、系统波长以及系统物、光阑、光瞳进行设置。 "RedK '7g  5b5x !do
+u.1 ;qF 首先在系统参数中定义系统单位，镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择：英寸毫米厘米。就本设计而言，将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。 ; i4Q|  65L6: }#
B)$| vK= 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。 !H#bJTXB  W'els)WJ|x
u\a#{G;Z 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。 57aXQ8u{  88Ey12$  M\vwI" 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： Q[Z8ok  +\x,HsUc" 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: v/@^Q1 G/:  $': E\*ICb
9K.Vb1& 设置镜头材料时，选择玻璃表 >Schott，然后输入 N-BK7 ，再点击设置。如下图所示： A_V] yP  ,Z aRy$?
``V"
D 在数据表中输入表面1数据，如下图所示： Mo y <@+  ?U%QG5 />
B|Du@^$ 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： E{`kaWmC&~  _uWpJhCT
Q`~jw>x 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： =MSr/ O2  A mvEf
)}g(b= 镜头结构如下图所示： )5rb &M}  %fc !2E9|
c7<wZ SYNOPSYS 中通过命令行建模 jGJLSEe_ 2^Eg 9y '
\<.+rqa ! 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： V n 7*JS  z[LNf.)}
>/g#lS 5 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： Jk&3%^P{m  0[A[U_b
[\'%?BH( ^ 镜头结构如下图所示： . kQk C:~9  eds o2
]-PH^H SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 3e
#p @sB 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： hM@
H A  gGvz(R: y
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R D)(d xRJ\E }/7
.nB0 h 在“0”表面设置 OBB ，结果如下图： ht7l- AK  a<@1 -j<
2n3W=dF wE[]6\_x1
Vdtry @Q 在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料，结果如下图： r Ev@Y D
 QU4h8}$
? u -|> N> 在表面2后添加一个表面，结果如下图： yQU_>_!n  (XeE2l2M
]*v dS r-J 设置表面2的半径，并对表面2进行 YMT 求解，结果如下图： 34z"Pm  J3,fk)
Qr1 "Tk7s 点击更新后，单透镜就建模完成了，结果如下图： GU4'&#  .}^g!jm~h
* $yR*}A 现在，单透镜已经建立完成，我们将在如何设计单透镜，第二部分：分析中解释如何可视化和评估系统性能。 1s%#$ 7
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