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。
LQ'VhNU 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。)
}DzN-g<K 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。
zKf.jpF^ 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
iTpK:pX RI0+9YJ TIME
=7P(T`j CORE 12
>&DNxw OFF 1 99
PTf.(B"z DSEARCH 5 QUIET
SHt#%3EU SYSTEM
f%ynod8 ID EYEPIECE EXAMPLE
se^(1R k OBD 1.0E9 45 1.27
M\w%c5 UNI MM
38 HnW WAVL CDF
ANWUo}j WAP 1
$ 8WJ$73 END
W:XN! 1z5\>F GOALS
N^U<;O?YDW ELEMENTS 9
@uzzyp r> TOTL 200 .01
-_xC,dwK BACK 0 0
t^(#~hx FNUM 7.0 10
?:1)=I<A4 ASTART 5
GTBT0$9g. THSTART 5
Mz:t[rfs RSTART 100
+/Vi" RT 0.25
;DN:AgXP NPASS 80
:1(UC}v ANNEAL 100 10 Q 100
DUOSL SNAP 10
F?! TOPD
4}>1I}!k STOP FIRST
mzoNXf:x STOP FREE
ja|XFs~ QUICK 50 100
?ybX&V FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
#{L
!o5 FWT 3 1 1 1 1 1
G ?&T0 END
j9IeqlL x|oa"l^JZ" SPECIAL AANT
76M`{m ACA 50 1 1
q=|0lZ$`V_ ADT 10 .1 10
Me|+)}'p5h M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
DHO+JtO M -.008 10 A P HH 1
DJ#z0)3<p M -.004 10 A P HH .5
^FZ7)T M -.0064 10 A P HH .8
D8I)3cXa' M 0 1 A P YA 1
D_MNF=7 S GIHT
OJH:k~]0! END
<(<19t5 . GO
{x8UL7{ TIME
x w%'R- uY5Gn.Y 这是从DSEARCH 返回的图纸。
HxmCKW! 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。
$={WtR 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
!1M=9 ~$! WP-'gC6K= PANT
}:5>1FfX= VY 0 YP1
}hjJt,m VLIST RD ALL
gUq)M VLIST TH ALL
Q(e 3-a VLIST GLM ALL
?fXlrJ END
V^^nJs
tV AANT P
LbeMP AEC
P=jbr"5Q: ACC
7:_\t!] M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
G$buZspL'd GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
s3LR6Z7;i GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
Q hHexr6 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
cKj6tT"=O GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
fWBI}~e GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
L'J Ekji" GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
&xwAE*} GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
}Pj3O~z GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
Cl+TjmOV\` GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
jKcnZu GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
1wqsGad+; GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
FrNW@ GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
Kb# }f/ M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
]v^;]0vcr ACA 50 1 1
W,^(FR. ADT 10 .1 10
Va1 eG]jQ M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
EPz$`#Sh" M -.008 10 A P HH 1
Czs4jHTa` M -.004 10 A P HH .5
h4GR:` M -.0064 10 A P HH .8
+c699j;[ M 0 1 A P YA 1
|x AwiF_ S GIHT
E!4Qc+. END
g]g2`ab | SNAP 10/DAMP 1.00000
F H'jP` SYNOPSYS 80
gJyFt8Z< 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:
w:z@!< 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。
!S/hH% C 准备一个新的MACro 如下:
<9S?wju4W' U/B1/96lJ STO 9
S"iQQV{)Z CHG
NAj1ORy4pX NOP
1D fB9n 18 TH 2000
fWR]L47n 19 YMT
m4@y58n= 20
dJ#.
m END
ua['rOnU STEPS = 100
6NCa=9 PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
EX[X|"r GET 9
1GY[1M1^ 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
Musz+<] 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。
`F>1xMm
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。
#4{f2s[j6 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:
?wps_XU 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!
%<e\s6|P: 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。
eB:obz
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。
-#b-@sD Y.?|[x0Wh CHG
U/M(4H3>H NOP
;<#fZ0(l; END
O\L(I079 MSW
s
&v<5W2P 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”。
xXK7i\ny 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~|
mX 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。
AAsl) 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
#](k,% 2 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。
@T1/S&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。
/n7F]Ok'* 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。