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。
ugYw< 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。)
@}<"N 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。
iF!mV5# 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
N&T:Lt_N 1O
|V=K TIME
.K IVf8)" CORE 12
LA-_3UJx OFF 1 99
y
'Ol Q2U DSEARCH 5 QUIET
}N3V5cab SYSTEM
v:KX9A. ID EYEPIECE EXAMPLE
LVnHt} OBD 1.0E9 45 1.27
s]U4B<q UNI MM
FigR1/3o'6 WAVL CDF
;UYc WAP 1
Z@3l%p6V END
[,=d7*b(l E\0X`QeY GOALS
<FY&h# ELEMENTS 9
u~W{RHClW TOTL 200 .01
;54(+5pqx BACK 0 0
) Qq'Wp3i FNUM 7.0 10
y&"!m} ASTART 5
aD9rp
V THSTART 5
l&Z
Sm RSTART 100
e,HMwD RT 0.25
rK7W(D} NPASS 80
bd!U)b(}OV ANNEAL 100 10 Q 100
.WvlaPK SNAP 10
?aBj# TOPD
P;vxT}1 STOP FIRST
V8hO8 STOP FREE
OL'P]=U QUICK 50 100
$r\"6e FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
{.st`n|xz FWT 3 1 1 1 1 1
=m7H)z)i*J END
B5ea(j DAdYg0efex SPECIAL AANT
-DP*q3 ACA 50 1 1
?}}qu'N:N ADT 10 .1 10
GIT#<+" M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
@o>EBZ7MS M -.008 10 A P HH 1
!aPD}xCH# M -.004 10 A P HH .5
DP9LO_{ M -.0064 10 A P HH .8
}`xdWY M 0 1 A P YA 1
@w\I qr
S GIHT
`0bP0^w END
w(U:U-MNe GO
PU1,DU TIME
i?>tgmu. 3J~0O2 这是从DSEARCH 返回的图纸。
,2L$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。
%MZP)k,&U 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。
.oqIZ\iik \'Ssn(s PANT
d "E^SBO& VY 0 YP1
v4rW2F:X VLIST RD ALL
]kD"&&HV VLIST TH ALL
,\YAnKn6_ VLIST GLM ALL
p@~ic#X END
`!vUsM .d AANT P
A#rh@8h+ AEC
|A\a4f'G ACC
LlHa5]E@6 M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
8w_7O>9 GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
[Wi1|]X"G GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
aI3CNeav GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
aS84n.?vq GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
!m;H@KR{ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
h !gk s-0 GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
D:"{g|nW} GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
]y#3@ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
DY\J[l<< GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
g^7MMlY% GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
;"kaF! GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
t$J.+} }I GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
PLX>-7@ M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
%Ip*Kq- ACA 50 1 1
W/fuKGZi_ ADT 10 .1 10
y7/F_{ M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
.ubE2X[ ][ M -.008 10 A P HH 1
T/pqSmVpM M -.004 10 A P HH .5
`d\r;cE%lm M -.0064 10 A P HH .8
e}hmS 1>H M 0 1 A P YA 1
c!#:E` S GIHT
Q >Qibr END
Qm4o7x{q SNAP 10/DAMP 1.00000
*/^QH@ P SYNOPSYS 80
OsqNB'X 让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些
优化和模拟退火后得到的结果:
0[Ht_qxb 我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个
波长的误差。
I_1e?\ 准备一个新的MACro 如下:
n]}W``=7 H/+B%2Zj STO 9
-
e"jw#B CHG
nKoiG*PI NOP
Hc^W%t~ 18 TH 2000
*`_{ 19 YMT
99xEm 20
H+E$:)gN END
!3X0FNGq STEPS = 100
c(#;_Ve2P PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
{vEOn-(7 GET 9
t.p~\6Yi 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
U8.7>ENnP& 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。
H@bf'guA|B 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。
F$BbYf2i 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:
i|`dWOVb 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!
3cdTed-MIh 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。
d?wc*N3 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。
+M'
H0-[ JN+_|` CHG
1u3,'8F NOP
^XbU~3( END
R;,g1m|] MSW
v6.t{6zYgY 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”。
,#M Cn 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。
a=cvCf 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。
oND@:>QBF 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
86]p#n_>Fv 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。
.p0Clr! 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。
h/?l4iR* 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。