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。
[A/2
M s 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。)
Mmu#hb|W 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。
\20}/& 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
lTP#6zqfv N`,\1hHMT TIME
`G/g/>y CORE 12
)\EIXTZY= OFF 1 99
/\# f@Sg DSEARCH 5 QUIET
pR93T+X SYSTEM
p\&/m ID EYEPIECE EXAMPLE
h!K"
;qw OBD 1.0E9 45 1.27
8K-P]] UNI MM
<{Y3}Q WAVL CDF
qar{*>LCG WAP 1
V%PQlc.X END
mV`R'*1UC c/A?-9 GOALS
3&7? eO7* ELEMENTS 9
oJr+RO TOTL 200 .01
$ %MgIy BACK 0 0
1h?ve,$ FNUM 7.0 10
o]Ne|PEpO ASTART 5
|cY,@X,X6 THSTART 5
Se'SDJl= RSTART 100
Ih|4ISI RT 0.25
/go[}X5QR[ NPASS 80
!zF07.(E ANNEAL 100 10 Q 100
X"+p=PGZK SNAP 10
qz]qG=wmL TOPD
U\H[.qY- STOP FIRST
IRx%L? STOP FREE
'QG`^@Z QUICK 50 100
6,q_M(;c FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
_$c o Y FWT 3 1 1 1 1 1
||QK)$" END
XZARy:+bc xm1di@ SPECIAL AANT
YR-G:-(#b ACA 50 1 1
C 8wGbU6` ADT 10 .1 10
d=qVIpZ M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
|~
fI=1;;x M -.008 10 A P HH 1
ZH;4e<gg M -.004 10 A P HH .5
ygIn6.p M -.0064 10 A P HH .8
3=sBe HL M 0 1 A P YA 1
F&R*njJcc S GIHT
5)'Y\~2 END
.Ji9j[[#D GO
7`J2/( TIME
d;Y Kw1 BYEZ[cM 这是从DSEARCH 返回的图纸。
2K};-}eW 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。
6c-3+,Y"# 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。
B._YT ?#
FYF\P PANT
dv\bkDF4A VY 0 YP1
ial{A6X VLIST RD ALL
rIcgf1v70 VLIST TH ALL
FqA4 OU VLIST GLM ALL
Ut\:jV=f END
ub~ t} AANT P
.(q'7Q Z/ AEC
sk3 9[9 ACC
FNH)wk M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
iZy>V$Aq GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
8bdO-LJ9 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
Jk>vn+q8P^ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
}WIkNG4{Z GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
E|c(#P{ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
U MRFTwY GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
i,<'AL ) GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
;hDk gp GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
NJsaTBT GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
2sIt~ Gn GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
:VP4: J^ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
(@XQ]S}L GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
@,.D]43 M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
GD.Ss9_h1 ACA 50 1 1
AE~a=e\x ADT 10 .1 10
XyN
" Jr M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
7ihcjyXB M -.008 10 A P HH 1
3JQ7Cc> M -.004 10 A P HH .5
@ !su7 M -.0064 10 A P HH .8
Wjl2S+Cc M 0 1 A P YA 1
q`r| DcN~ S GIHT
tNr'@ls END
lM4 Z7mT / SNAP 10/DAMP 1.00000
PF/K&&9} SYNOPSYS 80
v2rO>NY4 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:
^PNDxtd|v 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。
u>9` ?O44 准备一个新的MACro 如下:
?ld&}|W~ d~~, 5E STO 9
D#1R$4M= CHG
Y|r7gy9% NOP
41Q5%2
18 TH 2000
R`<2DC>h9 19 YMT
q{9 \hEeb 20
H5Eso*v@ END
xAd@.^ STEPS = 100
?lD)J?j PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
.o`Io[io GET 9
p*0[:/4 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
3A`]Rk
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。
/J-'[Mc'D[ 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。
_"Bj`5S 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:
0ex.~S_Oj4 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!
1}la)lC 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。
IXtG
36O 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。
!i-t6f 8&8!(\xv CHG
(CIcM3|9C NOP
f:+/=MW END
7OmT^jV2 MSW
i!}k5k*Z 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”。
nk tGO 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。
dVB#Np 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。
].xSX0YQ% 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
HJ]v- 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。
BM?!? 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。
03 gbcNo 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。