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。
NP^j5|A*" 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。)
L|H:&|F 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。
Q'qz(G0 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
+1o4l i $\A=J TIME
\x9.[?;=e CORE 12
M4`.[P4 OFF 1 99
o1zKns? DSEARCH 5 QUIET
\7U'p:h=U SYSTEM
(AI
4a+ ID EYEPIECE EXAMPLE
}lP'bu OBD 1.0E9 45 1.27
Z& W*@(dX UNI MM
.L#U^H| WAVL CDF
zo>@"uH4 WAP 1
g<(\# F}/ END
j}fu|- 9 m`VIB GOALS
}@H(z ELEMENTS 9
-b`O"Ck* TOTL 200 .01
C!z7sOu BACK 0 0
me@xl} FNUM 7.0 10
lzDA0MPI: ASTART 5
'YTSakNJ} THSTART 5
a
0+W-#G RSTART 100
ziTE*rNJ RT 0.25
J=sj+:GS NPASS 80
NwbX]pDT ANNEAL 100 10 Q 100
> t~2 SNAP 10
QopA'm TOPD
tR`^c8gD STOP FIRST
<A`zK STOP FREE
Rw!wfh_+ QUICK 50 100
7Z[6_WD3 FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
3s
B9t X FWT 3 1 1 1 1 1
E,p4R%:$@1 END
*mtS\J IJ E{JH SPECIAL AANT
6O0CF}B* ACA 50 1 1
#)b0&wyW6i ADT 10 .1 10
mP[Z lS~" M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
NPjNkpWm&= M -.008 10 A P HH 1
tx_h1[qi M -.004 10 A P HH .5
X 3q2XU M -.0064 10 A P HH .8
.6HHUy M 0 1 A P YA 1
1}ER+;If S GIHT
q:ah%x[ END
wT@{=s, GO
R8N*. [ TIME
N SkIzaNY PSREQK@}E 这是从DSEARCH 返回的图纸。
caD)'FSES 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。
nv'YtmR 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。
)y"8Bx=x4 T7#}&> PANT
y^[?F>wB VY 0 YP1
o_R_ VLIST RD ALL
"rU
2g VLIST TH ALL
n=qu?xu VLIST GLM ALL
A w"Y_S8. END
Hkzx(yTi AANT P
>eM>Y@8= AEC
Gph:'3
*X ACC
`/RcE.5n\@ M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
}!*CyO* GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
CX3yIe~u GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
d<_#Q7]I4 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
p,K!'\ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
W'" p:Uhq GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
\#7@"~< GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
hF`Qs GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
+[Bl@RHe^ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
2#)z%K6T GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
vR*p1Kq: GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
6Ij'z9nJw GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
E'+?7ZGWj GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
'LMMo4o3 M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
2F#DJN# ACA 50 1 1
;i-<dAV8B ADT 10 .1 10
Gc,6;!+( M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
A Qm!7, M -.008 10 A P HH 1
'Rq2x-72} M -.004 10 A P HH .5
N}CeQ'l[R M -.0064 10 A P HH .8
Pq3m(+gf M 0 1 A P YA 1
nA#N ,^Rr S GIHT
RxO!h8 END
7u<C&Z/ SNAP 10/DAMP 1.00000
s`I]>e SYNOPSYS 80
RN"Ur'+ 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:
{66P-4Ev( 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。
d7P'c!@+ 准备一个新的MACro 如下:
XOT|: ~%!"!Z4 STO 9
EYSBC", CHG
f^|r*@o NOP
CfEACH4_ 18 TH 2000
XCj8QM.o 19 YMT
iyTKy+3A 20
9o+e3TXp# END
,;)_$%bHc STEPS = 100
ukc<yc].+? PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
PrvV]#O* GET 9
c1ptN 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
nO
`R++ 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。
e'T|5I0K 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。
j^m x , 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:
{4>N2mP{M 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!
a[ yyEgm2 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。
F*p@hl 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。
!SdP<{[ #n.XOet<\ CHG
irF+(&q]jh NOP
$ Gs|Z$( END
^\g?uH6k U MSW
?wpl
88z 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”。
TEQs9-Uy 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。
@y8)
"m" 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。
@Px_\w 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
85vyt/.,k 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。
8+Abw)]s 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。
l,ic-Y1 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。