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。
I}g|n0o 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。)
).O2_<&?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。
qdkTg: QJ, 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
Bc9|rl V, xdTzG4 TIME
dC;d>j, CORE 12
D^R! |K/ OFF 1 99
u):Rw DSEARCH 5 QUIET
MS*Mem, SYSTEM
l<)JAT;P ID EYEPIECE EXAMPLE
\<MTY: OBD 1.0E9 45 1.27
:R|2z`b! UNI MM
Zkb,v!l WAVL CDF
"6Hjji@A WAP 1
E/ed0'|m END
GF.g'wYc)Y {*=5qV} GOALS
)>A%FL9 ELEMENTS 9
px(1Ppb9 TOTL 200 .01
@1qUC"Mg BACK 0 0
$gD(MKR)~ FNUM 7.0 10
Dil4ut-$ ASTART 5
d7-F&!sQ THSTART 5
xzf)_ < RSTART 100
Z`1o#yZ RT 0.25
CPCB!8-5 NPASS 80
4#Nd;gM2 ANNEAL 100 10 Q 100
qI%9MI;BV SNAP 10
Y8CYkJTAD- TOPD
U -^S<H STOP FIRST
#(Yb
lY STOP FREE
PQ!?gj QUICK 50 100
TX5/{cHd FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
:w`i FWT 3 1 1 1 1 1
6V_5BpXt END
FVLA^$5c Mud\Q[" SPECIAL AANT
$YO]IK$ ACA 50 1 1
"@'9+$i6 ADT 10 .1 10
GMp'KEQQ M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
~|d?o5W M -.008 10 A P HH 1
58gt*yVu M -.004 10 A P HH .5
~sja^ M -.0064 10 A P HH .8
P6Z,ci17 M 0 1 A P YA 1
^J=txsx S GIHT
C g,w6<7 END
)da8Ru GO
"lj:bxM2C TIME
_xwfz]lb+ ;og<eK 这是从DSEARCH 返回的图纸。
Wv'B[;[) 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
Uc;IPS 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
I
Y-5/ O#Ax P} PANT
HE.Dl7{ VY 0 YP1
gYIYA"xN` VLIST RD ALL
C4d1*IQk VLIST TH ALL
ON=ley VLIST GLM ALL
K1:)J.ca_ END
'$ nGtB5 AANT P
leqSS}KU+ AEC
$R}iL ACC
Jx[e{o)o M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
H;}ue GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
]V7hl#VO GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
x-k/rZ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
.TU15AAc GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
6*oTT(0<p GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
0
#;
s{7k GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
$f-pLF+x GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
N@
tb^M GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
\nt'I;f GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
Z19y5?uR GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
fH{$LjH( GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
B
~bU7.Cd GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
9_^V1+
M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
i;
uM!d} ACA 50 1 1
'n`$c{N<tM ADT 10 .1 10
^HKaNk< M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
JugQ +0 M -.008 10 A P HH 1
(.t:sn"P M -.004 10 A P HH .5
3Jit2W4 M -.0064 10 A P HH .8
wY)GX
M 0 1 A P YA 1
m#(x D~V S GIHT
BU .G~0 END
o{,(`o.1O SNAP 10/DAMP 1.00000
PltPIu)F SYNOPSYS 80
dNmX<WXG 让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些
优化和模拟退火后得到的结果:
6iS+3+ 我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个
波长的误差。
a .Vs>1 准备一个新的MACro 如下:
g4932_tC rV{e[fGd STO 9
ZACn_gd[5 CHG
xpo}YF'5 NOP
5Ww\h 18 TH 2000
'Pn`V{a 19 YMT
<AXYqH7%A 20
[IW7]Fv<F END
z(a:fL{/XG STEPS = 100
x@x@0k`A2 PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
t)ry)[Dxv GET 9
&Vm[5XW 运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制
UY^f|f& 我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。
l0,O4k2 ' 在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。
-M9
4 F 接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变,因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片:
jP]'gQ!-w 我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能,该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了!
N{@eV][Q 该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同,则系统没有畸变。
&wvv5Vd 现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的
光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。
W12K93tO 0 <;B2ce CHG
u-<s@^YG NOP
od|.E$B END
m/h0J03'T MSW
~-zC8._w3r 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”。
ZaV@}=Rd8 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。
G 3x1w/L 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。
@5ybBh] 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
ld6@&34 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。
#,pLVt< 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。
suSIz 7:
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。