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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 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[ZlS~"  
        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 NSkIzaNY  
    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 Aw"Y_S8.  
        END Hkzx(yTi  
        AANT P >e M> 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:Uh q  
        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。
     
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