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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 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 PRB lf  
        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\PS,[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 je3Qq1  
        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 1wd c4>  
        NOP '$'a .q1q9  
        END Dsc0 ;7~6  
        MSW 8t) g fSG  
    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。
     
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