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。
nDHHYp 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。)
dThR)Z'= 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。
vzY'+9q1. 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
S'Z70 zJ xFBh? TIME
=vqsd4 CORE 12
^))PCn_zb OFF 1 99
KTG:I@|C DSEARCH 5 QUIET
z5XYpi_;[ SYSTEM
'1W!xQ}E ID EYEPIECE EXAMPLE
IL~]m?'V( OBD 1.0E9 45 1.27
(3
IZ UNI MM
Ur'9bl{5 WAVL CDF
)-bD2YA{ WAP 1
yz[%MXI END
CfPXn0I dtB[m^$ GOALS
J+ Jt4 ELEMENTS 9
&$mZ?%^C TOTL 200 .01
z.eJEK BACK 0 0
:3f-9aRC! FNUM 7.0 10
!oZQ2z~ ASTART 5
o3Mf:;2c C THSTART 5
;[(=kOI RSTART 100
oM6j>&$b RT 0.25
@%6)^]m}r NPASS 80
Mw/?wtW ANNEAL 100 10 Q 100
oR*ztM
SNAP 10
_*O7l TOPD
P@qMJ}<j STOP FIRST
uQH%.A STOP FREE
2 dHM QUICK 50 100
OENzG~ FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
2 ]L=s3 FWT 3 1 1 1 1 1
R'rTE END
#v{ Y=$L :lUX5j3 SPECIAL AANT
'S =sj}X ACA 50 1 1
r
eGm> ADT 10 .1 10
6ayy[5tW M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
T!MZ+Ph`F M -.008 10 A P HH 1
%dEB /[ M -.004 10 A P HH .5
_b>F#nD,'% M -.0064 10 A P HH .8
ARP KzF`Wq M 0 1 A P YA 1
%1Yz'AiW[ S GIHT
H5~1g6b@ END
59V#FWe- GO
js~tKUvg TIME
Ve)ClH/DW ~|h lE z 这是从DSEARCH 返回的图纸。
538fK9[ 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
2;8Xz6T 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
59.$ULQVMY &,J*_F<s2< PANT
Odm#wL~E VY 0 YP1
vB^uxdt|m VLIST RD ALL
_}D%iJg# VLIST TH ALL
bG"HD?A_ VLIST GLM ALL
>QXzMN}o END
l09Fn>wa AANT P
)B6# A0 AEC
<0#^7Z ACC
5UE409Gn' M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
uKv&7p@|_) GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
te i`/ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
^o YPyk`9 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
FKC\VF GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
+=7:4LFOL GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
o+NMA
( GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
{3LA%xO GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
r088aUO
P GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
'TL2%T/)t GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
yMb|I~k GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
TjxA#D) GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
r4u z} jl{ GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
D?^Y`G$. M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
^-hEr sK ACA 50 1 1
w]nX?S8 ADT 10 .1 10
`z9J`r=I M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
Z0-ytODII M -.008 10 A P HH 1
obO}NF*g^ M -.004 10 A P HH .5
b._m 8z ~ M -.0064 10 A P HH .8
\6o\+OQk M 0 1 A P YA 1
~h!
13! S GIHT
qNxB{0(D END
\7Qb229? SNAP 10/DAMP 1.00000
?1peF47Z SYNOPSYS 80
4J5pXlzV 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:
}# Doy{T 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。
Z.'syGuV 准备一个新的MACro 如下:
:'}@Al9=> z<B CLP STO 9
EiWd+v,QJQ CHG
]3ifdGk NOP
%D`o 18 TH 2000
UX2lPgKdLz 19 YMT
io.]'"> 20
H=p`T+ END
x r[Vp STEPS = 100
.po>qb6 PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
]]2k}A[-I GET 9
O- #TZ 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
Q =#I9- 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。
$'{=R 45Z 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。
$ J1f.YE 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:
sZg6@s= 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!
j+kC-U; 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。
kccWoU, 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。
!:3.D, \S ."?!U CHG
MzkkcQLK NOP
.WX,Nd3@ END
/[=E0_t+ MSW
})Yv9],6 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”。
rjk ( X|R* 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。
p=Y>i 'CG 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。
z wk.bf>m 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
<+v{GF#R 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。
MsOs{2
)2 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。
r2\c'9uH 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。