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。
wqK>=Ri_ 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。)
O\-cLI<h2 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。
7?dB&m6W 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
LEKN%2 /k l0(=' TIME
\ 2*<Pq CORE 12
8J7xs6@ OFF 1 99
?x%HQ2` DSEARCH 5 QUIET
pg ;agtI SYSTEM
D/"[/! ID EYEPIECE EXAMPLE
]+{Cy\*kR OBD 1.0E9 45 1.27
FU E/uh UNI MM
.TSj8, WAVL CDF
<U (gjX WAP 1
{|O8)bW' END
1}}.e^Tsfr Y, )'0O GOALS
y9?B vPp+ ELEMENTS 9
2X&~!%- TOTL 200 .01
j]6Z*AxQ BACK 0 0
b`usRoD{+ FNUM 7.0 10
Nc,"wA ASTART 5
k*\WzBTd THSTART 5
]3BTL7r RSTART 100
.R#p<"$I RT 0.25
)0
.gW NPASS 80
E;fYL]j/oZ ANNEAL 100 10 Q 100
pej/9{*xg( SNAP 10
dw5.vXL` TOPD
qH: `
O%, STOP FIRST
By]XD~gcP STOP FREE
T2AyQ~5~ QUICK 50 100
_>9|"seR FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
)!SV V ~y FWT 3 1 1 1 1 1
nw+L _b END
J}Bg<[n ;XMbjWc SPECIAL AANT
RFU(wek ACA 50 1 1
),(ejRP'r ADT 10 .1 10
I3uaEv7OZc M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
%M2.h;9]*\ M -.008 10 A P HH 1
i/2OE&*O[ M -.004 10 A P HH .5
Py^F},?J M -.0064 10 A P HH .8
/V+N M 0 1 A P YA 1
?}e8g S GIHT
M`*B/Fh2 END
<N}UwB& GO
>pW8K[ TIME
@Y 1iEL%\y >Vy=5)/i 这是从DSEARCH 返回的图纸。
;nyV)+t+a 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。
s#/JMvQ# 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。
16 _HO%v-> (YVl5}V PANT
OmQSNU.our VY 0 YP1
|\TOSaZ VLIST RD ALL
P%z\^\p"5 VLIST TH ALL
wj!p6D;;S VLIST GLM ALL
^3B{|cqf END
j0B, \A AANT P
@vh3S+=M AEC
j#S>8:
G ACC
yH#zyO4fD- M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
`<i|K*u GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
LzB)o\a GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
QU|{(c GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
$v#Q'?jE GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
1_%jDMYH GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
<6Q]FH!6 GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
O`~G'l&@T GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
>d!w&0z> GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
y:WRpCZoa GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
lEIX,amwa GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
7Te`#" GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
M8X*fYn GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
VQ5T$,& M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
[wG?&l$.KB ACA 50 1 1
t_6sDr'. ADT 10 .1 10
izsAn"v
M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
U>7"BpC M -.008 10 A P HH 1
zYO+;;*@ M -.004 10 A P HH .5
3P 3x^NI M -.0064 10 A P HH .8
Vh$~]>t:f M 0 1 A P YA 1
EKZ40z` S GIHT
'uBXSP# END
I gcVl/d SNAP 10/DAMP 1.00000
yx"xbCc# SYNOPSYS 80
G,9osTt/ 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:
%Ez%pT0TQ# 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。
1,=U^W.G 准备一个新的MACro 如下:
$j0]+vT "(5A5> STO 9
)` -b\8uw CHG
9_V'P]@ NOP
p)vyZY[ 18 TH 2000
zk=5uKcPE 19 YMT
o)F^0t 20
!yU!ta Q END
jo{[*]Oa STEPS = 100
8.HqQ:?&2t PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
cG1-.,r GET 9
*X8<hYKZq 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
6DqV1' 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。
VFz(U)._ 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。
]S9~2;2^, 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:
o7S,W?;=5
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!
8`XpcK-0 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。
yz8ZY,9 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。
u:tLO3VfJ -1d2Qed CHG
jjL(=n<J<" NOP
?VS (W END
=Y#)c]` MSW
o7<pI8\ 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”。
qFp }+s 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。
unKTa*U^q 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。
))V)]+ 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
wG6>.`: 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。
{rQ6IV3= 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。
Tu95qL~^ 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。