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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 oslJC$cy'  
    我们假设望远镜物镜图像直径为1.2英寸,我们希望观察者看到90度的无畸变图像。 这种镜头可以通过两种方式设计:从物镜到眼睛,或者从眼睛到物镜。 在这个例子中,我们将选择前一个方案。 (在第37课中,我们将以另一个方案进行。) LjB;;&VCn  
    我们将从远处的物镜将光线对准镜头,首先对准镜头内一英寸的一点,并要求光线以45度的角度从轴上射出。 m~hoE8C$  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) nqVZqX@oE  
    w$Ot{i|$(  
        TIME AJ^#eY5  
        CORE 12 MZJ]Dwt]  
        OFF 1 99 <M]h{BS=  
        DSEARCH 5 QUIET Wu6<\^A  
        SYSTEM Va VN  
        ID EYEPIECE EXAMPLE 6$fYt&1  
        OBD 1.0E9 45 1.27 6x)$Dl  
        UNI MM J[~5U~F  
        WAVL CDF R9rj/Co  
        WAP 1 !QI\Fz?  
        END %M|,b!eF  
         Em 6Qe  
        GOALS KOz(TZ?u  
        ELEMENTS 9 !HeSOzN  
        TOTL 200 .01 }N0Qm[R  
        BACK 0 0 1?*  
        FNUM 7.0 10 (+<1*5BEkT  
        ASTART 5 @H>@[+S#  
        THSTART 5 D?yG+%&9  
        RSTART 100 %ek'~  
        RT 0.25 cRd0S*QN2  
        NPASS 80 jn >d*9u  
        ANNEAL 100 10 Q 100 -x8nQ%X  
        SNAP 10 :0)3K7Q   
        TOPD {U<xdG  
        STOP FIRST         `LAR@a5i  
        STOP FREE x_Jwd^`t!  
        QUICK 50 100 4wd& 55=2  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     8}X5o]Mv  
        FWT 3 1 1 1 1 1 ]lw|pvtd  
        END !zj0/Q G\  
         iRg7*MQu  
        SPECIAL AANT VhjM>(  
        ACA 50 1 1 ~_s?k3cd  
        ADT 10 .1 10 U j+j}C  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     ;z M*bWh9  
        M -.008 10 A P HH 1         P`s  
        M -.004 10 A P HH .5     \<}&&SuH  
        M -.0064 10 A P HH .8 Ev7J+TmXM  
        M 0 1 A P YA 1         -C(b,F%%  
        S GIHT c|F[.;cR  
        END p~noM/*2r  
        GO 63`{.yZ*z  
        TIME o?1;<gs  
    .s+aZwTMT  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 ~%?`P/.o  
        
        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。 B+^(ktZp@  
        
        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。 h~{aGo  
         H$G0`LP0/a  
        PANT FnJ?C&xK  
        VY 0 YP1 HV6f@  
        VLIST RD ALL S= _vv)6+4  
        VLIST TH ALL z'uK3ng\hH  
        VLIST GLM ALL %IC73?  
        END pv^O"Bs  
        AANT P WTImRXK4  
        AEC "#(T  
        ACC ;<G=M2  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM ~QvqG{bFB  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 kP/M< X"  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 6s0_#wZC  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 5M9 I,  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 0b4R  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 22f`LoM  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 [<'-yQ{l\  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 5@^ dgq  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 Q{B}ef  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 LM&y@"wfm  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 CHV*vU<N  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 $Of0n` e  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 !"8fdSfg w  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL p~*UpU8u  
        ACA 50 1 1 ,t\* ZTt$  
        ADT 10 .1 10 R(n^)^?  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 Bz5-ITX   
        M -.008 10 A P HH 1   i1S>yV^l  
        M -.004 10 A P HH .5 2h[85\4  
        M -.0064 10 A P HH .8 [HCAmnb  
        M 0 1 A P YA 1   keB&Bjd&  
        S GIHT {uGP&cS~(  
        END P(t[ eXe  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     1Bpv"67  
        SYNOPSYS   80 5Ri6Z#qm  
    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: e9Nk3Sj]  
        
        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。     nu'M 39{  
    准备一个新的MACro 如下: qhT@;W/X  
    Zh_|m#)  
        STO 9 JPGzrEaZ  
        CHG i\W/C  
        NOP >@"Oe  
        18 TH 2000 irN6g#B?  
        19 YMT Yv:55+e!|  
        20 bf9a 1<\  
        END $V1;la!  
        STEPS = 100 QR1{ w'c  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 To?W?s  
        GET 9     1UKg=A-q  
    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 ( H6c{'&  
        
        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。 :>+s0~  
    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。 Y-7^o@y  
    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: N5 $c]E  
        
        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! |Pg@M  
    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。 Offu9`DiZ  
    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。 g55`A`5%C  
    _cu:aktf2  
        CHG jAud {m*T  
        NOP /{|fyKo\?  
        END A]XZnQ  
        MSW QcgfBsv96  
    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”。 .w]GWL  
        
        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。 q `pP$i:  
        
        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。 vsa92c@T  
        
        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 Ek6MYc8<b~  
        
        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。 # vry0i  
    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。 5|1 T}Z#;  
    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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