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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 vHZw{'5y  
    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。) U#gHc:$  
    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。 -IMm#  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) gEcVQPD@  
    '""qMRCm  
        TIME kZs  
        CORE 12 &n|#jo(gS  
        OFF 1 99 LS{g=3P0  
        DSEARCH 5 QUIET L"rLalUw  
        SYSTEM +*WE<4"!6  
        ID EYEPIECE EXAMPLE GrGgR7eC#P  
        OBD 1.0E9 45 1.27 +[V[{n  
        UNI MM ^)m]j`}IGb  
        WAVL CDF i DO`N!  
        WAP 1 e!URj\*  
        END L}ud+Wfox  
         z%Ywjfn'  
        GOALS .L0pS.=LT  
        ELEMENTS 9 L01R.3Z+  
        TOTL 200 .01 B08q/ qi  
        BACK 0 0 [CGvM {  
        FNUM 7.0 10 46o3F"  
        ASTART 5 : FF:{&d  
        THSTART 5 Z'6 o$Xv  
        RSTART 100 !g e,]@/  
        RT 0.25 j0L9Q|s  
        NPASS 80 .J#xlOa-  
        ANNEAL 100 10 Q 100 j_-$xz5-  
        SNAP 10 yL^1s\<ddW  
        TOPD  wa6DJ  
        STOP FIRST         XL_X0(AKf  
        STOP FREE _|D8~\y  
        QUICK 50 100 &ME[H  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     `W e M  
        FWT 3 1 1 1 1 1 F'lG=c3N  
        END G'q7@d {'  
         ?d%+85  
        SPECIAL AANT Mc oHV]x  
        ACA 50 1 1 i)Vqvb0Q  
        ADT 10 .1 10 m1a0uEA G  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     EMU~gwPR  
        M -.008 10 A P HH 1         m{`O.6#O  
        M -.004 10 A P HH .5     di]z  
        M -.0064 10 A P HH .8 q]=. Aik  
        M 0 1 A P YA 1         UTc$zc7  
        S GIHT X0^gj>GI|  
        END I! {AWfp0  
        GO MI0'ou8l  
        TIME $]:I1I  
    ?^mgK9^v@  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 `0 uKJF g  
        
        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。 @riCR<fF  
        
        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。 V:9|9$G  
         *E+2E^B  
        PANT + _rjA_  
        VY 0 YP1 zLc.4k  
        VLIST RD ALL M7/P&d  
        VLIST TH ALL quN7'5ZC[  
        VLIST GLM ALL N{46DS  
        END }>b4s!k,  
        AANT P d%Jl9!u  
        AEC ^LaI{UDw%h  
        ACC 'Sppm;?  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM I: U/%cr,  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 HAEgR  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 x=Qy{eIe  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 \)eHf 7H  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 e'[T5HI  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 gZuk(  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 VQU[5C  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 g4<%t,(88E  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 bI TOA  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 {/uBZ(   
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 w(8q qU+\  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 %E?:9. :NJ  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 7s; <5xc  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL ~QFD ^SoK  
        ACA 50 1 1 SKuZik_  
        ADT 10 .1 10 $SSE\+|3  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 V.)y7B  
        M -.008 10 A P HH 1   qGuz`&i  
        M -.004 10 A P HH .5 O_K@\<;~  
        M -.0064 10 A P HH .8 /%po@Pm#I  
        M 0 1 A P YA 1   `!S5FE"-  
        S GIHT `)\_  
        END Wv_5sPqLW  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     M$ep.<Z1|  
        SYNOPSYS   80 7Ro7/PT (  
    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: g-E!*K  
        
        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。     DBAJkBs  
    准备一个新的MACro 如下: IJ!]1fXy+  
    d8<Lk9H9R  
        STO 9 B}X   C  
        CHG QtJe){(z+  
        NOP E"!9WF(2t5  
        18 TH 2000 0(|R N V_  
        19 YMT pu=T pSZ  
        20 1B'i7  
        END V[wEn9   
        STEPS = 100 rtvuAFiH  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 (6A>:_)  
        GET 9     K6KEdXM4  
    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 vY *p][$  
        
        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。 , M/-lW  
    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。 qnW5I_]  
    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: HB {-^9{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! vNL f)B  
    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。 g,Kb9['  
    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)T%S  
    EhEn|%S  
        CHG tirw{[X0n  
        NOP 2]eh[fRQ  
        END Bh:AY@k  
        MSW F) {f{-@)  
    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”。 v!t*Ng  
        
        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。 .!KlN%As  
        
        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。 $^IuE0.  
        
        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 Wq0h3AjR  
        
        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。 |4-c/@D.~  
    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。 f<xF+wE  
    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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