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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
    wy0?*)~  
    S(?A3 H  
    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)。 B?- poB&  
    下载 Jazgn5  
    联系工作人员获取附件 )%3T1 D/  
    简介 4^M"V5tDx  
    KIag(!&  
    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。 U+@U/s%8  
    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。 CxZh^V8LP  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: L+(ng  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; >%0$AW|Exu  
    2.通过命令行; I[d<SHo  
    3.通过三维化的图形界面。 %W)pZN}  
    在这个练习中,我们将设计和优化一个玻璃材料为 N-BK7 的单透镜。最终设计方案应满足以下规格和约束条件: : -d_  
    rp{|{>'`.q  
    `fTM/"  
    使用给定 SYNOPSYS 的用户界面和可用的工具,可以很容易地建模和优化单透镜。 kS:#|yY8%  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 _lFw1pa#\  
    打开 SYNOPSYS 软件,在其顶部的工具栏中可以找到系统设置,在系统设置中可以对系统参数、系统波长以及系统物、光阑、光瞳进行设置。 'A3skznX{  
    =I)43ah d  
    2wHbhW[  
    首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。 aR/?YKA  
    Y`Io}h G$  
    dK4rrO  
    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。 UNff &E-  
    Zo yO[#  
    ^}B,0yUu'  
    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。 C5,fX-2Q  
    R]iV;j|  
    ,0 q1Id  
    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*3keB;X  
    ?! 6Itkg  
    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: W%-XN   
    '.(Gg%*\.  
    pX?3inQP%(  
    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[(OeVQ5  
    O9(z"c  
    Z,A$h>Z  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: e12QYoh  
    Q>Zc eJ;  
    =I@t%Y  
    SYNOPSYS 中有许多不同的求解类型,每个求解类型都有特定的用途。数据求解时,选择编辑厚度求解 >YMT 进行厚度求解,且目标值为0。如下图所示: oDz|%N2s|  
    8Auek#[  
    {YzCgf  
    在数据表中输入表面2的数据并设置厚度求解,如下图所示: '#V@a  
    @wI>0B  
    /[.V(K D  
    镜头结构如下图所示: )ffaOS!\  
    _9 ]:0bDUo  
    1x:W 3.  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 )hXTgUZa  
    Wye* ~t  
    EIg~^xK  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模,在命令窗口中输入 EE 指令,可以打开宏指令编辑器。如下图所示: 5mD8$% \8  
    A51 a/p#  
    v$|~ g'6  
    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: yu6{6 [  
    <46&R[17M  
    K)7T]z`  
    镜头结构如下图所示: vSH,fS-n  
    m9DFnk<D  
    >.d/@3 '  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 ,X4+i8Yc  
    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: ahg:mlaob  
    Fo.Y6/}  
    %N*[{j= ^  
    wtY)(k a  
    :o>=^N  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: zjQ746<&)i  
    @M5+12FYt  
    -3{Q`@F  
    .B:ZyTI  
    -G~]e6:zD  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: _x,X0ncv]@  
    b>; ?{  
    Fv pU]  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: @:C)^f"  
    /?'~`4!(  
    eU1F7LS  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: $[>{s9E  
    qzUiBwUi@  
    k83K2> ]  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: tYu<(Z(l)  
    J\L'HIs  
    .<%tu 0  
    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。 K81X32Lm'  
     
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