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;a1>1 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。)
&*8.%qe; 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。
DGTE#?'( 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
H>D? Pxkh;:agD TIME
L)<~0GcP CORE 12
"5ISKuL OFF 1 99
O9<oq DSEARCH 5 QUIET
k|RY;
8_
SYSTEM
0,&] 2YJ ID EYEPIECE EXAMPLE
:_F 8O OBD 1.0E9 45 1.27
}4piZ
ch UNI MM
BbCW3!( WAVL CDF
N_FjEZpX WAP 1
M@G\b^ " END
z[vu-f9 '
Qlj"U GOALS
Kv:.bHN} ELEMENTS 9
fGA#0/_` TOTL 200 .01
!M)] 1Y BACK 0 0
Z:<wB#G FNUM 7.0 10
-glGOTk ASTART 5
S|KUh|=Q THSTART 5
2[1t
)EW RSTART 100
uK#2vgT RT 0.25
p Djt\R<f NPASS 80
+~:OUR*> ANNEAL 100 10 Q 100
LOG>x! SNAP 10
5-H"{29 TOPD
h3GUFiZ. STOP FIRST
M+j*5wNy STOP FREE
]
M#LB&Pe QUICK 50 100
;;C2t&( FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
MO| Dwuaf FWT 3 1 1 1 1 1
"~zLG" END
m;1/+qs0 M$!-B,1BX SPECIAL AANT
tnBCO%uG ACA 50 1 1
7hLh} ADT 10 .1 10
>Y\?v-^~; M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
,h/l-#KS M -.008 10 A P HH 1
sk:B;.z M -.004 10 A P HH .5
O0_RW`69 M -.0064 10 A P HH .8
PRBlf M 0 1 A P YA 1
C CLc,r>) S GIHT
/C<p^#g9. END
6]?W&r|0I GO
P1^|r} TIME
wZJbI[r M
'%zA;Wl 这是从DSEARCH 返回的图纸。
M_%c9g@x 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
IAN={";p 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
A>mk0P)~Q cF EO} PANT
`|v/qk7
^? VY 0 YP1
}J-e:FUF# VLIST RD ALL
8^_e>q*W VLIST TH ALL
Lm<WT*@ VLIST GLM ALL
=[Z3]#h END
}L%2K"8?} AANT P
'n\P S,[1R AEC
5}! 36SO\ ACC
Z.x]6 M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
4pelIoj GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
<9:~u]ixt GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
\~Ml<3Zd: GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
je 3Qq1 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
Ro `Xs.X GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
O(e!Vx{t! GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
f#7=N{wm GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
jaavh6h) GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
lOe|]pQ., GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
DWCf+4 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
Oz&*A/si+3 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
vCK+v
r! GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
f/\S:x-B M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
6V@_?a-K ACA 50 1 1
F!4V!VWA} ADT 10 .1 10
hd(TKFL^y M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
a<E9@ M -.008 10 A P HH 1
Dbq/t^ M -.004 10 A P HH .5
.!i`YT*jF M -.0064 10 A P HH .8
>,_0Mem2Rr M 0 1 A P YA 1
7|_2@4-W6 S GIHT
f|F=)tJO END
=*zde0T?l SNAP 10/DAMP 1.00000
&"27U SYNOPSYS 80
_% \% 让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些
优化和模拟退火后得到的结果:
;mGPX~38 我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个
波长的误差。
?Pf#~U_ 准备一个新的MACro 如下:
S;D]ym XJy.xI>; STO 9
o61rTj CHG
>El]5M7h7 NOP
gSj0+| 18 TH 2000
&@BAVc z 19 YMT
EwuRIe;D 20
ylS6D END
Q"c/]Sk) STEPS = 100
]:'] PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
x
ju*zmu GET 9
M&gi$Qs[E 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
z}Us+>z+jc 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。
s_+.xIZ 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。
h;y}g/HZ 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:
C~"UOFX 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!
N^PkSf[)h5 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。
s1#A0%gx 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。
L$+_ 6U$e;cr6 CHG
1wdc4> NOP
'$'a .q1q9 END
Dsc0;7~6 MSW
8t)gfSG 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”。
o~L(;A]yN 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。
Oo FMOlb.Z 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。
uqa
pj(" 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
'|), ? 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。
v&d'ABeT 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。
R?/xH=u> 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。