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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
    loIb}8  
    eA7 Iv{M  
    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)。 Lf(( zk:pt  
    下载 5, $6mU#=  
    联系工作人员获取附件 +(2$YJ35  
    简介 nF'YG+;|@  
    Ry >y  
    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。 ^i|R6oO_5  
    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。 l:'#pZ4T  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: ^2- <XD)  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; 36Lkcda[  
    2.通过命令行; q;,lv3I  
    3.通过三维化的图形界面。 G%sq;XT61  
    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: \2kLj2!  
    ,!_6X9N-h  
    Go{,< gm  
    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。 HThZ4Kg+  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 9^F3r]bH  
    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。 R `ViRJh  
    O[VY|.MEk  
    _Z(t**Zh6y  
    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。 Dizz ?O  
    wPM&N@Pf  
    ,gw9R9 x_  
    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。 d/R!x{$-f  
    bY#BK_8 :  
    ~5+RK16  
    最后,在系统物、光澜、光瞳中,可以设置物参数等。入瞳直径可能是最常用的系统孔径类型,也是当前示例中最方便的定义。在 SYNOPSYS 中,入瞳直径被定义为从物空间看到的光瞳直径,以镜头单位为单位。  U${W3Ra  
    y.A3hV%6b  
    (=^KP7  
    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: =sk[I0W  
    FGi7KV=N  
    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: ,jRAVt +{N  
    5hmfdj6  
    l L;5*@  
    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: 8GP17j  
    k4iiL<|  
    9 " q-Bb  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: dCi:@+z8  
    6C&&="uww  
    CFh9@Nx  
    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: _;03R{e*  
    rhc+tR  
    _f0AV;S:vd  
    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: 0S4BV%7F  
    Wa|V~PL+T  
    aG]>{(~cL  
    镜头结构如下图所示: d 5yEgc;z  
    ZMQ=D!kT  
    . f_ A%  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 GS>[A b+  
    Jx5`0?  
    jn5xYKv  
    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: yIL=jzm`7  
    tq59w  
    dLp1l2h!0  
    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: m}'_Poc  
    lBbb7*Ljt<  
    E@ :9|5  
    镜头结构如下图所示: % [$HX'Y  
    ^+76^*0  
    g[G /If  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 rk8pL[|  
    打开软件 SYNOPSYS,点击工作表,在弹出的工作表镜头编辑窗口进行镜头设计。工作表如下图: r""rJzFz'  
    F_*']:p  
    [@Ac#  
    8vVE  
    ~`AB-0t.u  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: P{9:XSa%  
    <}J !_$A  
    'V7LL1K^>  
    -i8KJzPL f  
    #zl1#TC{(  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: :dt[ #  
    Y]([K.I=  
    -LiGO#U  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: jUm-!SK}q  
    8b?nr;@  
    -{0Pq.v  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: E /H%q|q  
    Rv&"h_"t  
    bJ_rU35s>  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: NwF"Zh5eMW  
    U"7o;q  
    FFqK tj's  
    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。 2uEI@B  
     
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