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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四:90度目镜 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-08
    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 $v'Y:  
        RSTART 100 s\Pt,I@Y_  
        RT 0.25 i+X2M-[Ls  
        NPASS 80 &J^4Y!gt  
        ANNEAL 100 10 Q 100 Q%n{*py  
        SNAP 10 =2nn "YVP  
        TOPD v :+8U[x  
        STOP FIRST         s@ 2 0#D  
        STOP FREE [UJEU~XC  
        QUICK 50 100 P"bknXL  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     5Q$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$49  
         Xq,UV  
        PANT M[YTk=IM#  
        VY 0 YP1 \K?(  
        VLIST RD ALL Qe>i{:N  
        VLIST TH ALL xb9Pc.A[  
        VLIST GLM ALL t;.^K\S4  
        END }XX~ W}M(\  
        AANT P t['k%c  
        AEC Ew %{ i(d  
        ACC EjR_-8@FK  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM PPoI>J  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 9;0V  /y  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 7Wwp )D  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 #`jE%ONC  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 gDQkn {T.%  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 [=F>#8=  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 hWD !  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 h4CTTe)  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 n7IL7?!o  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 m~)Fr8Wh6  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 tZaD${  
        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|%H RF  
        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 V bg10pV0  
        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。
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