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$Xv RSTART 100
!ge,]@/ RT 0.25
j0L9Q|s NPASS 80
.J#xlOa- ANNEAL 100 10 Q 100
j_-$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
$]:I1I ?^mgK9^v@ 这是从DSEARCH 返回的图纸。
`0uKJFg 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
@riCR<fF 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
V:9| 9$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
bITOA 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 NV_ 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!
vNLf)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。
$^I uE0. 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。