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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。 SE+K"faKQ  
    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。) )2mi6[qs0l  
    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。 vkan+~H  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) kWL\JDZ`.  
    ,R$n I*mf_  
        TIME 95giqQ(N  
        CORE 12 xz YvD{>  
        OFF 1 99 6C>x,kU  
        DSEARCH 5 QUIET { hUbK+dKZ  
        SYSTEM "(ehf|%>%  
        ID EYEPIECE EXAMPLE +0;n t  
        OBD 1.0E9 45 1.27 a  1bu  
        UNI MM zw^jIg$  
        WAVL CDF NG@9 }O  
        WAP 1 ]SpUD  
        END r?d601(fa  
         ]>K%,}PS  
        GOALS EKf"e*|(L  
        ELEMENTS 9 0o[p<<c*  
        TOTL 200 .01 r: n^U#  
        BACK 0 0 $xmlt vaF  
        FNUM 7.0 10 DGdSu6s$  
        ASTART 5 J\XYUs  
        THSTART 5 t)XNS!6#]?  
        RSTART 100 VN|P(S6  
        RT 0.25 IZeWswz  
        NPASS 80 {PGNPxUbe  
        ANNEAL 100 10 Q 100 Ph2jj,K  
        SNAP 10 UceZW tYa  
        TOPD [2.uwn]i  
        STOP FIRST         Q u2W  
        STOP FREE ~j",ePl  
        QUICK 50 100 2J9_(w  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     1Ah  
        FWT 3 1 1 1 1 1 pUZe.S>G  
        END YmFJlMK  
         CHv~H.kh'  
        SPECIAL AANT U aj8}7v  
        ACA 50 1 1 xl@l<  
        ADT 10 .1 10 QM`A74j0]\  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     ~\<Fq\.x  
        M -.008 10 A P HH 1         ` *x;&.&v  
        M -.004 10 A P HH .5     ] 7_ f'M1F  
        M -.0064 10 A P HH .8 9a"[-B:  
        M 0 1 A P YA 1         su>GeJiPW  
        S GIHT DG}t!  
        END 7NV1w*> /  
        GO ]re1$ W#*  
        TIME u)y6$  
    l4u_Z:<w  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。  v4=9T<[  
        
        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。 ^C^FxIA&  
        
        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。 5ycccMx0V  
         8- 3]Bm!  
        PANT _@;t^j+l  
        VY 0 YP1 w,> ceu/  
        VLIST RD ALL XCCN6[[+  
        VLIST TH ALL "VR>nyG%  
        VLIST GLM ALL A}?n.MAX>  
        END x;dyF_*;  
        AANT P +KgLe>-}  
        AEC nh"nSBRxk  
        ACC 3&:Us| }  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM tSran  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 N]udZhkn  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 dc.9:u*w  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 4<[,"<G~3  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 jI %v[]V  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 $_IvzbOh  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 _b|mSo,{Y  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 jL o(Uf  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 wd*8w$\  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 $X<O\Kna  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 4Bg"b/kF  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 2-=Ov@y2k!  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 " O0p.o  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL =f0qih5.4  
        ACA 50 1 1 HR'sMu3  
        ADT 10 .1 10 8*o*?1.  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 San3^uX  
        M -.008 10 A P HH 1   j'r"_*%  
        M -.004 10 A P HH .5 /c2| *"@X  
        M -.0064 10 A P HH .8 mD@*vq  
        M 0 1 A P YA 1   ls[0X82F  
        S GIHT MX Qua:&HW  
        END E$O-\)wY0  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     zI-]K,!  
        SYNOPSYS   80 bmCp:6  
    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: %M)LC>c  
        
        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。     Iu" 7  
    准备一个新的MACro 如下: P=3mLz-  
    [vv $"$z  
        STO 9 |k.%e4  
        CHG M'gGoH}B+q  
        NOP w?#s)z4}g  
        18 TH 2000 {$>Pg/  
        19 YMT lKdd3W"o  
        20 [D%(Y ~2  
        END jouA ]E  
        STEPS = 100 jw5ldC>U  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 k~%j"%OB  
        GET 9     i(qZ#oN  
    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 ldFR%v> 9  
        
        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。 TJ_Wze-lQ  
    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。 )JrG`CvdU  
    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: &J?:wC=E  
        
        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! [s{ B vn  
    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。 dtj+ av G  
    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。 &+5ij;AD  
    @{>0v"@  
        CHG ^UCH+C yl  
        NOP +)hxYLk&I  
        END 6H1;Hl f  
        MSW +70x0z2  
    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”。 )+Y"4?z~  
        
        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。 mBeP" GS  
        
        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。 UgL FU#  
        
        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 Xub*i^(]  
        
        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。 A$M8w9  
    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。 ~t<G gNI  
    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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