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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
    ?cJ$=  
    M\%{!Wzo8  
    本系列共三篇文章,旨在介绍如何使用 SYNOPSYS 界面进行操作。本文以单透镜为例,介绍了设计透镜的基本过程,包括构建系统(第1部分)、分析其性能(第2部分),以及根据所需的指标参数和设计约束对其进行优化(第3部分)。 >Et?7@   
    下载 > h9U~#G=  
    联系工作人员获取附件 =Y BJ7.Y  
    简介 ^$(|(N[;   
    km^AX:r1  
    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。 wcOAyo5(n  
    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。 jy?^an}#h  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: 4Y]`> ;w  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; hug12Cu  
    2.通过命令行; iw{n|&Y#`  
    3.通过三维化的图形界面。 La!PG Z{  
    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: s-*XAn ot  
    k}/: xN"  
    -H \nFJ6+  
    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。 cE3co(j  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 UaBR;v-.B3  
    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。 75F&s,4+  
    _YY)-H  
    5q<kt{06\  
    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。 ,%C$~+xjM  
    }X UHP%  
    ka hv1s-  
    其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 s 2E}+ #  
    &$=F $  
    OV[-m;h|  
    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。 M;E&@[5  
    sOJ~PRA  
    *n47.(a2i  
    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: YcI]_[  
    ldxUq,p  
    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: IoX(Pa  
    gp}S 1  
    OJ 2M_q)e  
    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: WRgz]=W3w  
    T&c[m!}X|t  
    ql8:s>1T  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: C{Fo^-3  
    4e:hKv,+4  
    }"T:z{n  
    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: 5mV'k"Om#"  
    pSAXp# g  
    O~D}&M@/R  
    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: ] =D+a&  
    P)H%dJ ^l  
    QEVjXJOt0  
    镜头结构如下图所示: HG^8&uh]  
    lRrOoON  
    ovHbs^H%  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 5!Guf?i  
    1/gh\9h  
    +,%x&L&I  
    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: HqbTJ!a  
    4b#YpK$7U  
    V}(%2W5X+  
    在命令窗口中输入单透镜的镜头文件,点击运行,就可以在PAD窗口中看到形成的镜头结构。打开附件中的 “DAN.MAC” ,镜头文件如下图所示: V=c&QPP  
    JmBYD[h,  
    \h yTcFb  
    镜头结构如下图所示: h m"B kOA  
    j_{gk"2:d`  
    |h'ugx1iY  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 UKzmRa,s  
    打开软件 SYNOPSYS,点击工作表,在弹出的工作表镜头编辑窗口进行镜头设计。工作表如下图: 4, :D4WYWD  
    WgjaMmht  
    IL~yJx_11  
    YziQU_  
    GY!&H"%  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: 4jXyA/F9V  
    )TWf/L cp  
    )j$Bo{  
    .OjJK?  
    |[qI2-el?  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: ( R0   
    ,Pl[SMt!  
    41:Z8YL(  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: mX#T<_=d  
    <l\FHJhjq  
    qaUHcdH  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: 9/'j<v6M  
    :s4CWE d  
    J3$ihH.  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: }3+(A`9h f  
    -wO`o<  
    ;zGGT^Dn  
    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。 gK PV*  
     
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