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。
qTh='~m4[ 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。)
X>Xp&o 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。
hi
D7tb=g~ 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
2*q:
^ V*7Z,nA TIME
5ZyBP~ CORE 12
26#Jhb E+ OFF 1 99
ml33qXW: DSEARCH 5 QUIET
j YIV^o 0 SYSTEM
m{$tO;c/Q ID EYEPIECE EXAMPLE
syW9Hlm OBD 1.0E9 45 1.27
^8oc^LOa~2 UNI MM
eMl]td rI WAVL CDF
<+-Yh_D WAP 1
qz=#;&ZU END
[[0bhmG) k4F"UG-` GOALS
U|Z>SE<k ELEMENTS 9
=Kt9,d08x TOTL 200 .01
5hH6G BACK 0 0
<K#'3&*$s FNUM 7.0 10
ZkB6bji ASTART 5
hLytKPgt THSTART 5
$v'Y: RSTART 100
s\Pt,I@Y_ RT 0.25
i+X2M-[Ls NPASS 80
&J^4Y!gt ANNEAL 100 10 Q 100
Q%n{*py SNAP 10
=2nn "YVP TOPD
v :+8U[x STOP FIRST
s@ 20#D STOP FREE
[UJEU~XC QUICK 50 100
P"bknXL FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
5Q$r@&qp FWT 3 1 1 1 1 1
$\,BpZ
}3 END
5@UC c n-hvh-ZO SPECIAL AANT
;naq-%'Sg ACA 50 1 1
Wm$`ae
ADT 10 .1 10
P!FEh'. M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
eg2U+g4 M -.008 10 A P HH 1
$W/+nmb)@K M -.004 10 A P HH .5
i[2bmd!H M -.0064 10 A P HH .8
k'@7ZH M 0 1 A P YA 1
0;FqX* S GIHT
pM&]&Nk END
#
cN_ y GO
H}sS4[z TIME
c/<Sa|' bB:r]*_
s] 这是从DSEARCH 返回的图纸。
-Wlp=#9 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。
crJ7pe9 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。
e8AjO$49 Xq,UV PANT
M[YTk=IM# VY 0 YP1
\K?( VLIST RD ALL
Q e>i{:N VLIST TH ALL
xb9Pc.A[ VLIST GLM ALL
t;.^K\S4 END
}XX~
W}M(\ AANT P
t['k%c AEC
Ew
%{ i(d ACC
EjR_-8@FK M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
PPoI>J GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
9;0V
/y GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
7Wwp )D GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
#`jE%ONC GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
gDQkn {T.% GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
[=F>#8= GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
hWD ! GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
h4CTTe) GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
n7IL7?!o GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
m~)Fr8Wh6 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
tZaD ${ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
V$/u GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
mje<d"bW M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
q2x|%HRF ACA 50 1 1
lx\qp`w ADT 10 .1 10
FI]P<)*r M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
~ X-)_zH M -.008 10 A P HH 1
tcBC!_vF M -.004 10 A P HH .5
.:}.b"%m M -.0064 10 A P HH .8
1)TK01R8 M 0 1 A P YA 1
vkd[:CC S GIHT
'[Mlmgc5 END
Vbg10pV0 SNAP 10/DAMP 1.00000
%55@3)V8Rf SYNOPSYS 80
9$7&URwSDI 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:
&w+;N5}3 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。
TZ?Os4+ 准备一个新的MACro 如下:
}JRP,YNh 01U
*_\ STO 9
*#3*;dya] CHG
C=fsJ=a5; NOP
$/u1chf 18 TH 2000
iM:yX=>a 19 YMT
F-_%>KJS 20
=%!e(N'p END
MaZM%W8Z STEPS = 100
<,\ `Psa)N PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
uxWFM
$ GET 9
OE_QInb< 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
tbtI1"$ 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。
1hl]W+9 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。
24#bMt#^ 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:
i.3cj1 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!
{jvOHu 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。
x&'o ]Y 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。
/\na;GI$ k!5m@'f CHG
^NXcLEaP*< NOP
_`H.h6h END
&e5(Djz8t MSW
|+>uA[6# 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”。
))!Bg?t- 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。
N;uUx#z 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。
KkEv#2n 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
:z]}ZZ 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。
M :V2a<!c 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。
a Sf/4\ 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。