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。
Pl rkgS0J 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。)
:]CzN^k(1c 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。
h`wMi}q'D 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
oUJj5iu} ADv^eJJ| TIME
u* t,i` CORE 12
S=0"f}Jo. OFF 1 99
mR{CVU DSEARCH 5 QUIET
@4IW=V SYSTEM
YSR mt/ ID EYEPIECE EXAMPLE
sU) TXL'_! OBD 1.0E9 45 1.27
G(U 9rJ9 UNI MM
{]wIM^$6+ WAVL CDF
?z2jk WAP 1
?M *7@t@ END
o! aLZ3#X C`\9cej GOALS
9R9__w; ELEMENTS 9
0HGl f
TOTL 200 .01
S~KS9E~\ BACK 0 0
y[:
~CL FNUM 7.0 10
V]79vC ASTART 5
9T(L"9r-e THSTART 5
96(R'^kNX RSTART 100
%'Zc2h&z RT 0.25
bGbqfO` NPASS 80
`W@T'T" ANNEAL 100 10 Q 100
y }\r#"Z` SNAP 10
xK(IS:HJ* TOPD
s}6+8 fE" STOP FIRST
T4mv%zzS STOP FREE
>^a$ QUICK 50 100
1EVfowIl FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
<fN;
xIB FWT 3 1 1 1 1 1
"jMqt9ysN END
7ftR4 KQ&Y2l1*>> SPECIAL AANT
"`pNH' ACA 50 1 1
D^Te%qnW ADT 10 .1 10
'T\dkSJv;V M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
i+g~ Uj}h M -.008 10 A P HH 1
8zY)J # M -.004 10 A P HH .5
n-DaX
kK M -.0064 10 A P HH .8
nqT> qS[Z M 0 1 A P YA 1
&5?G-mn S GIHT
}g~g50ci END
X0`j-*,FX GO
(8.{+8o TIME
Q]@c&* _| +R!zs 这是从DSEARCH 返回的图纸。
/
s,tY74'5 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。
C,/O
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。
(
#*"c hk%k(^ekU] PANT
?v:ZU~i VY 0 YP1
bNGCOj VLIST RD ALL
l3. VLIST TH ALL
U@'F%nHw VLIST GLM ALL
gH[,Xx?BN! END
OF[?Z AANT P
69-:]7.g AEC
N2BI_,hI1 ACC
wd[eJcQ , M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
xACdZB( GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
#EDEYEW7 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
u)a' GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
UUeB;'E+ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
OR:[J5M) GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
v?%LQKO GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
3GF2eS$$P GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
/`[!_4i GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
_%~$'Hy GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
zvY+R\,in GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
W^Y#pn GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
"X04mQn15 GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
.Pe9_ZH$W M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
5{K}?*3hJ ACA 50 1 1
EF#QH
_X ADT 10 .1 10
y7:tr M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
[84F09HU M -.008 10 A P HH 1
Iy';x M -.004 10 A P HH .5
?P/AC$:|I M -.0064 10 A P HH .8
+ H_MV=A^ M 0 1 A P YA 1
`S3>3 S GIHT
e4`uVq5 END
i%-Ld
Ka}" SNAP 10/DAMP 1.00000
n_Onr0EvO SYNOPSYS 80
<@G8ni 让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些
优化和模拟退火后得到的结果:
n((vY.NDV 我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个
波长的误差。
gd7^3q[$h 准备一个新的MACro 如下:
@%hCAm c)}2K0 STO 9
h5"Ov,K3[ CHG
j}:~5 |. NOP
x[Im%k 18 TH 2000
k`\R+WK$ 19 YMT
>\2:\wI 20
[8XLK 4e END
;
A,#;%j STEPS = 100
?+0GfIV PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
>9H@|[C GET 9
n6MM5h/#r 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
C[uOReo 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。
P[ r];e 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。
2HD]?:Fk7 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:
R@iUCT^$ 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!
MFt*&%,JX 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。
.]x2K-Sf 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。
W_`A"WdT. ]y@F8$D! CHG
@+LfQY NOP
*\uM.m0$ END
ememce,Np MSW
jS.g]k 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”。
b:J(b? 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。
?GA&f2]a 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。
/9pM>Cd*Z 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
"O[j!fG8, 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。
$wB^R(f@ 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。
(X[CsaXt 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。