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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 ^k/@y@%  
    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。) XXvM*"3D5  
    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。 WUZusW5s  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) 0rooL<~fa  
    A(ql}cr  
        TIME "p0e6Z=  
        CORE 12 \K55|3~R  
        OFF 1 99 ZE#A?5lb  
        DSEARCH 5 QUIET 5V8WSnO  
        SYSTEM Nn>Oq+:  
        ID EYEPIECE EXAMPLE p{NVJ^! +  
        OBD 1.0E9 45 1.27 _I+QInD;)  
        UNI MM DOyYy~Q  
        WAVL CDF d=yuuS /  
        WAP 1 9n%vz@X  
        END Igrr"NuDZ  
         CN+[|Mz*p  
        GOALS  YH@p\#Y  
        ELEMENTS 9 Bz!SZpW(M  
        TOTL 200 .01 BRyrdt*_e  
        BACK 0 0 V9bn  
        FNUM 7.0 10 <>%2HRn<u  
        ASTART 5 oP!oU2eqK  
        THSTART 5 !E#FzY!}Pl  
        RSTART 100 @vs+)aRa  
        RT 0.25 XOsuRI ?  
        NPASS 80 ,=jwQG4wq  
        ANNEAL 100 10 Q 100 QZw`+KR  
        SNAP 10 wO.T"x%X  
        TOPD 8`Ih> D c  
        STOP FIRST         5bBY[qp  
        STOP FREE {Dupk0'(  
        QUICK 50 100 sQwRlx  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     ;auT!a~a#  
        FWT 3 1 1 1 1 1 {_C2c{  
        END 9(eTCe-~6  
         Y#7sDd!N|  
        SPECIAL AANT <5BNcl\ZL  
        ACA 50 1 1 o+*7Q!  
        ADT 10 .1 10 4z6kFQgu  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     M-7^\wXTA  
        M -.008 10 A P HH 1         w]1Ltq*g/  
        M -.004 10 A P HH .5     pV[SY6/  
        M -.0064 10 A P HH .8 hX4 V}kj  
        M 0 1 A P YA 1         q|h#J}\  
        S GIHT Tg/?v3M88  
        END 1#}}:  
        GO '8Wu9 phT  
        TIME s`#g<_{X  
    "d"6.ND  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 ?vh1 >1D  
        
        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。 {?X:?M_  
        
        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。 [$]qJ~kz  
         `]F}O \H  
        PANT ]Ub"NLYV  
        VY 0 YP1 }-/oL+j  
        VLIST RD ALL f9$8$O  
        VLIST TH ALL 4m1@lnjp  
        VLIST GLM ALL ;r?s7b/>  
        END "* 8>` 6E  
        AANT P ze"`5z26|  
        AEC ({$>o]<h  
        ACC sU7fVke1   
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM q8 SHFKE  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 5D+rR<pD}"  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 [[s^rC<d  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 #n_t5 O[  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 adY ,Nz  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 >lkjoEVQ  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 2=IZD `{!  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 k|4}Do%;  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 *)bh6b=7  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 ?+_Y!*J2b  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 thLx!t  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 >1BDt:G36  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 \%}w7J;  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL Lo*vt42{4  
        ACA 50 1 1 \)M EM=U  
        ADT 10 .1 10 U{ 52bH<  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 o)WzZ,\F^J  
        M -.008 10 A P HH 1   s{uSU1lQn  
        M -.004 10 A P HH .5 0u}+n+\g  
        M -.0064 10 A P HH .8 lk4U/:  
        M 0 1 A P YA 1   7hlzuZob+y  
        S GIHT E>c*A40=.n  
        END b Bkg/p]  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     f]NaQ!. 7  
        SYNOPSYS   80 L'HO"EZFj  
    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: ^XT;n  
        
        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。     |33_="  
    准备一个新的MACro 如下: o*5b]XWw  
    >@tJ7m M  
        STO 9 ~Dbu;cqR@  
        CHG ;>CM1  
        NOP jO.c>C[?  
        18 TH 2000 m$`4.>J  
        19 YMT $C t(M)  
        20 ra F+Bt`  
        END th|'t}bWV  
        STEPS = 100 k r5'E#  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 \SooIEl@  
        GET 9     R-6km Tex>  
    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 ~? n)/i("  
        
        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。 5Z>+NKQ  
    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。 _iH:>2p5R  
    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: :gM_v?sy  
        
        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! >P}6/L  
    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。 wV q4DE  
    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。 OzV|z/R2'  
    ]]hsLOM]  
        CHG 2OwO|n  
        NOP fBLR  
        END w|U 7pUz  
        MSW NchEay;`  
    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”。 6$G@>QCBS  
        
        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。 vv1W<X0e<  
        
        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。 Bgs,6:  
        
        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 k&= iye(  
        
        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。 (,['6k<  
    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。 MC_i"P6a  
    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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