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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 正序阅读 楼主  发表于: 2022-07-08
    5sD,gZ7  
    fn#8=TIDf  
    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)。 %B3~t>  
    下载 85{m+1O~  
    联系工作人员获取附件 ?Cq7_rq  
    简介 |Lq8cA)|y  
    W+nu=iQ!  
    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。 3:%k pnO  
    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。 ZS Med(//b  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: bm588UQ  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; ;`9f<d#\  
    2.通过命令行; &4'< {  
    3.通过三维化的图形界面。 ?I.9?cQXZ  
    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: fGgt[f[  
    ^\)a[OWp  
    5:Qz  
    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。 ."K>h3(&V  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 X@nBj;   
    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。 _Fb}zPU!  
    _MBa&XEM  
    <J[ le=  
    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 \ Cc[v  
    W<Uu.Y{sG  
    FR(W.5[  
    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。 C2LPLquD+  
    O9gq <d  
    -F[8 ZiZ  
    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。 N&8TG  
    E(qYCafC  
    LyUn!zV$(  
    在计算机辅助序列透镜设计中,光线按其排列的顺序从一个表面追迹到下一个表面。为此, SYNOPSYS 使用一种名为 SPS 的数据表。打开 SYNOPSYS 后,在 SYNOPSYS 命令窗口中输入 SPS 就可以看到数据表。除了在命令窗口输入指令,您还可以在主窗口上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标,或者在镜头结构窗口 (PAD) 上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标。这三种方法都可以打开 SYNOPSYS 的数据表,下图是打开后的界面: ;'!x  
    A#u U ]S  
    镜头数据编辑器是主要的电子表格,其中输入了大部分镜头数据。部分主要输入项包括: w$gvgz  
    jA? #!lx_  
    >hKsj{=R7  
    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: 95;{ms[  
    7GA8sK  
    c? ::l+  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: ia6 jiW x  
    Y~~Dg?e  
    :WhJDx`j  
    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: 6K2e]r  
    p_r`"  
    4Z)4WGp!  
    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: k(Yz2  
    5Z=4%P*I  
    nx9PNl@?V  
    镜头结构如下图所示: :\T Mm>%q  
    QxT'\7f  
    wcHk]mLM  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 *k$[/{S1-  
    #J5BHY~  
    On C)f  
    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: /i+z#q5'  
    4^_6~YP7  
    Rq4; {a/j  
    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: =4y gbk  
    LPs%^*8(2  
    ?2<QoS  
    镜头结构如下图所示: $0*sj XV  
    _S!^=9bJ  
    }"Y<<e<z:  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 Bz+oM N#XJ  
    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: .X g.,kW  
    HC0juT OiO  
    (qcFGM22U  
    zI88IM7/  
    J_s`G  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: UG1<Xfu|  
    aRd~T6I  
    ZvY"yl?e  
    U#<d",I  
    $`pf!b2Z  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: 0 _!0\d#c  
    ?pL|eS7  
    [o^$WL?c  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: SH*'<  
    9~ p;iiKGG  
    vE]ge  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: ;H$ Cq' I  
    ;R$G.5h  
    " <bjS  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: h'ik3mLH  
    +'H[4g`  
    a%go[_w  
    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。 Km2~nkQ  
     
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