[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四：90度目镜 [复制链接]

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。 $=7'Cm
?  
我们假设望远镜物镜图像直径为1.2英寸，我们希望观察者看到90度的无畸变图像。 这种镜头可以通过两种方式设计：从物镜到眼睛，或者从眼睛到物镜。 在这个例子中，我们将选择前一个方案。 （在第37课中，我们将以另一个方案进行。） C%s+o0b  
我们将从远处的物镜将光线对准镜头，首先对准镜头内一英寸的一点，并要求光线以45度的角度从轴上射出。 NWuJ&+gcO5  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） CM}1:o<
<N  
8hx4s(1!  
    TIME TM|M#hMS  
    CORE 12 6g/ <FM  
    OFF 1 99 9uV'#sR  
    DSEARCH 5 QUIET EhEUkZE3)  
    SYSTEM 0]x
gE  
    ID EYEPIECE EXAMPLE jv:!vi:  
    OBD 1.0E9 45 1.27 %/l9$>{  
    UNI MM }gk37_}X\I  
    WAVL CDF >900I4]I  
    WAP 1 <kQ 5sG  
    END X!}
t``  
     (x}>tm  
    GOALS 7M#eR8*[se  
    ELEMENTS 9 8|>$M  
    TOTL 200 .01
KeU|E<|!  
    BACK 0 0 <ptgFR+  
    FNUM 7.0 10 jo75MSj  
    ASTART 5 QXXB>gOY5  
    THSTART 5 o,| LO$~  
    RSTART 100 Vy]y73~  
    RT 0.25 R,mOV8y"W[  
    NPASS 80 #cB=](N  
    ANNEAL 100 10 Q 100 hE|Z~5\Y,>  
    SNAP 10 oF1{/ERS  
    TOPD p2]@yE7w  
    STOP FIRST         +.Pv:7gh  
    STOP FREE >]6f!;Rt  
    QUICK 50 100 9FB[`}  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     h
lY]s &0  
    FWT 3 1 1 1 1 1 #fq%903=  
    END {!? @u?M  
     l)V!0eW  
    SPECIAL AANT +_.k\CRms  
    ACA 50 1 1 lHRs3+  
    ADT 10 .1 10 +D[

|Mi  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     -^ )0c  
    M -.008 10 A P HH 1         \rXmWzl{  
    M -.004 10 A P HH .5     NSQ}:m  
    M -.0064 10 A P HH .8 ~SI`%^L  
    M 0 1 A P YA 1         L-B"P&  
    S GIHT  =fJDFg  
    END ^?pf.E!F`  
    GO (HNxo{t  
    TIME sK)
fEx  
@ |bN[XL  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 s)Gnj;  
        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。 L-&N*   
        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。 _n6ge*,E  
     8*nv+  
    PANT f`ro{p  
    VY 0 YP1 r]e1a\)r  
    VLIST RD ALL a`c#- je  
    VLIST TH ALL H1?t2\V4  
    VLIST GLM ALL #'poDX?  
    END ?]*WVjskE  
    AANT P F52%og~N  
    AEC W''%{A/'  
    ACC #?x!:i$-  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM _?]0b7X  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 0P{^aSxTP  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 g=Gd|  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 7a$K@iWU  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 #Hn<4g"AjM  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 [ B{F(~O  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 [Lck55V+Q  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 {6*$yLWK  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 Ro}7ERA  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 @
nC][gNv  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 6?;U[eV  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 /KU9sIE;  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 m:6^yf
S  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL Mi>!  
    ACA 50 1 1 s3(mkdXv  
    ADT 10 .1 10 jHPkfwfAF  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 YC!IIE_  
    M -.008 10 A P HH 1   EZ,Tc;f=  
    M -.004 10 A P HH .5 Ow#a|@  
    M -.0064 10 A P HH .8 Zz,j,w0 Z  
    M 0 1 A P YA 1   @AB}r1E2  
    S GIHT Yvi.l6JL  
    END ABx< Ep6  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     5T*Uq>x0  
    SYNOPSYS   80 Arr(rM  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果： -dto46X  
        我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上，我们在全视场看到一个波长的误差。     ?l><?i  
准备一个新的MACro 如下： J-UqH3({Z,  
Y)O88C  
    STO 9 GhJ<L3  
    CHG vpg*J/1[  
    NOP 0hNgr'  
    18 TH 2000 MyZ5~jnr\  
    19 YMT gLDO|ADni  
    20 vVbBg; {  
    END s![Di  
    STEPS = 100 +vr|J:  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 op2<~v0?  
    GET 9     [PIh^DhK  
运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP， 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20，因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近，则像差将受到控制 7DZZdH$Fm  
        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。 EXF|;@-"  
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。 g1H$wU3eu  
接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变，因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片： MaS-*;BY,  
        我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能，该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了！ gLss2i.r  
该镜头处于AFOCAL模式，输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度，以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同，则系统没有畸变。 ^XgBkC~  
现在难点是，我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点，我们给镜头设置了10个波长，根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先，我们删除曲率求解，因此半径不会随光谱改变。 5y~Srb?2  
NiSybyR$  
    CHG I.6 qA *  
    NOP <#
ng"1J  
    END 3/{,}F$  
    MSW : GdLr  
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>@ChQF  
        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。 s~NJy'Y  
        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。 oHPh2b0  
        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 (|2:^T+  
        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。 X:>,3[hx|  
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。 Z#t}yC%^d  
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。