在本课中,我们将设计一个目镜。我们将让计算机完成几乎所有工作。结果是一个具有良好性能的8片镜片的
镜头。
^k/@y@% 我们假设
望远镜物镜图像直径为1.2英寸,我们希望观察者看到90度的无畸变图像。 这种镜头可以通过两种方式设计:从物镜到眼睛,或者从眼睛到物镜。 在这个例子中,我们将选择前一个方案。 (在第37课中,我们将以另一个方案进行。)
XXvM*"3D5 我们将从远处的物镜将
光线对准镜头,首先对准镜头内一英寸的一点,并要求光线以45度的角度从轴上射出。
WUZusW5s 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
0rooL<~fa A(ql}cr TIME
"p0e6Z= CORE 12
\K55|3~R OFF 1 99
ZE#A?5lb DSEARCH 5 QUIET
5V8WSnO SYSTEM
Nn>Oq+: ID EYEPIECE EXAMPLE
p{NVJ^!+ OBD 1.0E9 45 1.27
_I+QInD ;) UNI MM
DOyYy~Q WAVL CDF
d=yuuS/ WAP 1
9n%vz@X END
Igrr"NuDZ CN+[|Mz*p GOALS
YH@p\#Y ELEMENTS 9
Bz!SZpW(M TOTL 200 .01
BRyrdt*_e BACK 0 0
V 9bn FNUM 7.0 10
<>%2HRn<u ASTART 5
oP!oU2eqK THSTART 5
!E#FzY!}Pl RSTART 100
@vs+)aRa RT 0.25
XOsuRI? NPASS 80
,=jwQG4wq ANNEAL 100 10 Q 100
QZw`+KR SNAP 10
wO.T"x%X TOPD
8`Ih>
Dc STOP FIRST
5bBY[qp STOP FREE
{Dup k0'( QUICK 50 100
sQwRlx FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
;auT!a~a# FWT 3 1 1 1 1 1
{_C2c{ END
9(eTCe-~6 Y#7sDd!N| SPECIAL AANT
<5BNcl\ZL ACA 50 1 1
o+*7Q! ADT 10 .1 10
4z6kFQgu M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
M-7^\wXTA M -.008 10 A P HH 1
w]1Ltq*g/ M -.004 10 A P HH .5
pV[SY6/ M -.0064 10 A P HH .8
hX4V}kj M 0 1 A P YA 1
q|h#J}\ S GIHT
Tg/?v3M88 END
1#}}: GO
'8Wu9 phT TIME
s`#g<_ {X "d"6.ND 这是从DSEARCH 返回的图纸。
?vh1 >1D 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
{?X:?M_ 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
[$]qJ~kz `]F}O \H PANT
]Ub"NLYV VY 0 YP1
}-/oL+j VLIST RD ALL
f9$8$O VLIST TH ALL
4m1@lnjp VLIST GLM ALL
;r?s7b/> END
"*8>` 6 E AANT P
ze"`5z26| AEC
({$>o] <h ACC
sU7fVke1 M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
q8SHFKE GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
5D+rR<pD}" GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
[[s^rC<d GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
#n_t5 O[ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
adY ,Nz GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
>lkjoEVQ GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
2=IZD `{! GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
k|4}Do%; GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
*)bh6b=7 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
?+_Y!*J2b GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
thLx!t GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
>1BDt:G36 GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
\%}w7J; M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
Lo*vt42{4 ACA 50 1 1
\)M
EM=U ADT 10 .1 10
U{52bH< M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
o)WzZ,\F^J M -.008 10 A P HH 1
s{uSU1lQn M -.004 10 A P HH .5
0u}+n+\g M -.0064 10 A P HH .8
lk4U/: M 0 1 A P YA 1
7hlzuZob+y S GIHT
E>c*A40=.n END
b
Bkg/p] SNAP 10/DAMP 1.00000
f]NaQ!.
7 SYNOPSYS 80
L'HO"EZFj 让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些
优化和模拟退火后得到的结果:
^XT;n 我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个
波长的误差。
|33_=" 准备一个新的MACro 如下:
o*5b]XWw >@tJ7mM STO 9
~Dbu;cqR@ CHG
;>CM1 NOP
jO.c>C[? 18 TH 2000
m$`4.>J 19 YMT
$C
t(M) 20
ra
F+Bt` END
th|'t}bWV STEPS = 100
k r5'E# PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
\SooIEl@ GET 9
R-6km Tex> 运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制
~? n)/i(" 我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。
5Z>+NKQ 在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。
_iH:>2p 5R 接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变,因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片:
:gM_v?sy 我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能,该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了!
>P}6/L 该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同,则系统没有畸变。
wV q4DE 现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的
光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。
OzV|z/R2' ]]hsLOM] CHG
2OwO|n NOP
fBLR END
w|U7pUz MSW
NchEay;` 当光谱向导打开时,我们选择天文学资源例如太阳,月亮,行星。然后我们单击视觉,并选择视觉,明视觉。 单击10个波长的选项,然后单击“获取光谱”。
6$G@>QCBS 这是
光源和探测器组合的光谱。单击精细设置,将光谱向右移动一点。然后对镜头单击应用于镜头并关闭对话框。
vv1W <X0e< 关闭向导并打开MPF对话框。这将显示衍射点在视场上的扩散。选择外观显示,通过4放大,然后执行。
Bgs,6: 我们可以通过打开对话框MGS,选择绘制条纹 X设置为3,然后点击OK来显示图形系统总结
k&= iye( 衍射限制了大部分视场的清晰度。我们必须判断目标值。这里显示的弥散斑与你眼睛能查看的清晰度相当。
(,['6k< 这个镜头是DSEARCH列表上的头一个镜头,但是我们有时会尝试其他初始结构的镜头。请检查它们——并注意,由于我们在本课中使用了模拟退火特性,每次返回的结果都会有所不同。所以多运行DSEARCH几次,每次都要优化和检查结果。并尝试使用RSTART的值。
MC_i"P6a 如果我们对这个目镜的结果满意的话,下一步就是把它优化成可加工的镜头。阅读有关IRG和ARGLASS的内容,您将了解更多。