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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 wqK>=Ri_  
    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。) O\-cLI<h2  
    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。 7?dB&m6W  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) LEKN%2  
    /k l0(='  
        TIME \2*<Pq  
        CORE 12 8J7 xs6@  
        OFF 1 99 ?x%HQ2`  
        DSEARCH 5 QUIET pg;agtI  
        SYSTEM D/"[/!  
        ID EYEPIECE EXAMPLE ]+{Cy\*kR  
        OBD 1.0E9 45 1.27 FU E/uh  
        UNI MM .TSj8,  
        WAVL CDF <U (gjX  
        WAP 1 {|O8)bW'  
        END 1}}.e^Tsfr  
         Y, )'0O  
        GOALS y9?BvPp+  
        ELEMENTS 9 2X&~!%-  
        TOTL 200 .01 j]6 Z*AxQ  
        BACK 0 0 b`usRoD{+  
        FNUM 7.0 10 Nc ,"wA  
        ASTART 5 k*\WzBTd  
        THSTART 5 ]3BTL7r  
        RSTART 100 .R#p<"$I  
        RT 0.25 )0 .gW  
        NPASS 80 E;fYL]j/oZ  
        ANNEAL 100 10 Q 100 pej/9{*xg(  
        SNAP 10 dw5.vXL`  
        TOPD qH: ` O%,  
        STOP FIRST         By]XD~gcP  
        STOP FREE T2AyQ~5~  
        QUICK 50 100 _>9|"seR  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     )!SVV~y  
        FWT 3 1 1 1 1 1 nw+L _b  
        END J}Bg<[n  
         ;XMbjWc  
        SPECIAL AANT RFU(wek  
        ACA 50 1 1 ),(ejRP'r  
        ADT 10 .1 10 I3uaEv7OZc  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     %M2.h;9]*\  
        M -.008 10 A P HH 1         i/2OE&*O[  
        M -.004 10 A P HH .5     Py^F},?J  
        M -.0064 10 A P HH .8 / V+&#N  
        M 0 1 A P YA 1          ?}e8g  
        S GIHT M`*B/Fh 2  
        END < N}UwB&  
        GO >pW8K[  
        TIME @Y 1iEL%\y  
    >Vy=5)/i  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 ;nyV)+t+a  
        
        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。 s#/JMvQ#  
        
        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。 16_HO%v->  
         (YVl5}V  
        PANT OmQSNU.our  
        VY 0 YP1 |\TOSaZ  
        VLIST RD ALL P%z\^\p"5  
        VLIST TH ALL wj!p6D;;S  
        VLIST GLM ALL ^3B{|cqf  
        END j0B, \A  
        AANT P @vh3S+=M  
        AEC j#S>8: G  
        ACC yH#zyO4fD-  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM `<i|K*u  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 LzB)o\a  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 QU|{(c  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 $v#Q'?jE  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 1_%jDMYH  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 <6Q]FH!6  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 O`~G'l&@T  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 >d!w&0z>  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 y:WRpCZoa  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 lEIX,amwa  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 7Te`#"  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 M8X*fYn  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 VQ5T$,&  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL [wG?&l$.KB  
        ACA 50 1 1 t_6sDr'.  
        ADT 10 .1 10 izsAn"v  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 U>7"BpC  
        M -.008 10 A P HH 1   zYO+;;*@  
        M -.004 10 A P HH .5 3P3x^NI  
        M -.0064 10 A P HH .8 Vh$~]>t:f  
        M 0 1 A P YA 1   EKZ40z`  
        S GIHT 'uBXSP#  
        END I gcVl/d  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     yx"xbCc#  
        SYNOPSYS   80 G,9osTt/  
    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: %Ez%pT0TQ#  
        
        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。     1,=U^W.G  
    准备一个新的MACro 如下: $j0] +vT  
    "(5A 5>  
        STO 9 )` -b\8uw  
        CHG 9_V'P]@  
        NOP p)vyZY[  
        18 TH 2000 zk=5uKcPE  
        19 YMT o)F^0t  
        20 !yU!ta Q  
        END jo{[*]Oa  
        STEPS = 100 8.HqQ:?&2t  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 cG1-.,r  
        GET 9     *X8<hYKZq  
    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 6 DqV1'  
        
        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。 VFz (U)._  
    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。 ]S9~2;2^,  
    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: o7S,W?;=5  
        
        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! 8`XpcK-0  
    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。 yz8ZY,9  
    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:tLO3VfJ  
    -1d2Qed  
        CHG jjL(=n<J<"  
        NOP ?VS(W  
        END =Y#)c]`  
        MSW o7<pI8\  
    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”。 qFp }+s  
        
        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。 unKTa*U^q  
        
        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。 ))V)]+  
        
        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 wG6>.`:  
        
        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。 {r Q6IV3=  
    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。 Tu95qL~^  
    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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