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
$xmltvaF FNUM 7.0 10
DGdSu6s$ 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
UceZWtYa 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
Uaj8}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
t Sran 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
$_ IvzbOh GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
_b|mSo,{Y GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
jLo(Uf GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
wd*8w$\ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
$X<O\Kna GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
4Bg"b/kF GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
2-=Ov@y2k! GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
" O0p.o M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
=f0qih5.4 ACA 50 1 1
HR'sMu3 ADT 10 .1 10
8 *o*?1. M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
San3^uX M -.008 10 A P HH 1
j'r"_*% M -.004 10 A P HH .5
/c2|
*"@X M -.0064 10 A P HH .8
mD@*vq M 0 1 A P YA 1
ls[0X82F S GIHT
MXQua:&HW END
E$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
{$>Pg/ 19 YMT
lKdd3W"o 20
[D%(Y
~2 END
jouA
]E STEPS = 100
jw5ldC>U PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
k~%j"%OB GET 9
i(qZ#oN 运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制
ldFR%v>9 我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。
TJ_Wze-lQ 在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。
)JrG`CvdU 接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变,因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片:
&J?:wC=E 我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能,该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了!
[s{ B vn
该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同,则系统没有畸变。
dtj+ avG 现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的
光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。
&+5ij;AD @{>0v"@ CHG
^UCH+Cyl NOP
+)hxYLk&I END
6H1;Hl
f MSW
+ 70x0z2 当光谱向导打开时,我们选择天文学资源例如太阳,月亮,行星。然后我们单击视觉,并选择视觉,明视觉。 单击10个波长的选项,然后单击“获取光谱”。
)+Y"4?z~ 这是
光源和探测器组合的光谱。单击精细设置,将光谱向右移动一点。然后对镜头单击应用于镜头并关闭对话框。
mBeP"G S 关闭向导并打开MPF对话框。这将显示衍射点在视场上的扩散。选择外观显示,通过4放大,然后执行。
UgLFU# 我们可以通过打开对话框MGS,选择绘制条纹 X设置为3,然后点击OK来显示图形系统总结
Xub*i^(] 衍射限制了大部分视场的清晰度。我们必须判断目标值。这里显示的弥散斑与你眼睛能查看的清晰度相当。
A$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。