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(Y \aV+9[ 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)。 ~aa`Y0Ws], 下载 QN:gSS{30 联系工作人员获取附件 qlmz@kTb 简介 8;/`uB:zV
7!.%HhU0 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。 X6%w6%su5 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。 :ak D 光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模： w35r\x + 1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格； Y15KaoK? 2.通过命令行； <@ D`16%& 3.通过三维化的图形界面。 ( -DA% 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: o1 ='Fr  u}hQF $a"
=XsdR?C 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。 {@1.2AWg SYNOPSYS 中通过数据表建模 iJuh1+6:c9 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。 od!"?F  Au &NQ+
ZYZQ?FN 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。 G^]T  T1m'+^?"
-q\5)nY 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。 Q PjmIO  xcr=AhqM
+c#:;&Gs 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。 ^^QW<  eW #U<x%P  ) \Mwv&k1 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： | iEhe  5f2ah4 g 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: evr yk,x  6z@OGExmd#
4a]m=]Hm 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： ZeD;  zlzr;7m
tyFhp:ZB 在数据表中输入表面1数据，如下图所示： |4//%Ll/  {^gb S
j Xq~ x"( 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： |j53' >N[  e_s9E{(
|E $Jt-' 在数据表中输入表面2的数据并设置厚度求解，如下图所示： 6T{Zee  +N1oOcPC>C
4} uX[~e& 镜头结构如下图所示： f)hs>F  {Buoo~
px5~D(N SYNOPSYS 中通过命令行建模 aCzdYv\} & c\~H_ ~F
4K` N3 SYNOPSYS 中通过命令行建模，在命令窗口中输入 EE 指令，可以打开宏指令编辑器。如下图所示： +cv7]  e\ i K
X_|W#IM*+ 在命令窗口中输入单透镜的镜头文件，点击运行，就可以在PAD窗口中看到形成的镜头结构。打开附件中的 “DAN.MAC” ，镜头文件如下图所示： #+Z3!VS  c7T9kV 8hS
(UmoG 镜头结构如下图所示： %:^,7
.H@  bf2R15|t5`
g/,fjM_ SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 s#om 打开软件 SYNOPSYS，点击工作表，在弹出的工作表镜头编辑窗口进行镜头设计。工作表如下图： %
INRds  )
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/=Bz[ O f 'aQ T
;;'b;,/ 在“0”表面设置 OBB ，结果如下图： 9i@AO U  CBdS gHA3>
tdg.vYMDPC s>z$_
epa)ctS9 在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料，结果如下图： )}L*8 LV  GXB4&Q!C
)BNm~sP 在表面2后添加一个表面，结果如下图： EJY[M  M>J8J*
Im%| 9g;P 设置表面2的半径，并对表面2进行 YMT 求解，结果如下图： jQ.]m  G3&ES3L
9PhdoRE b 点击更新后，单透镜就建模完成了，结果如下图： P;0 tI;  2pFOC;tl
~L Gkc
t 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。 Yf Udpa0
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