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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 ~I_owCVZ  
    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。) J=WB6zi  
    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。 XQ;I,\m  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) [ x>  
    $Tl<V/  
        TIME }Zl"9A#K  
        CORE 12 oh}^?p  
        OFF 1 99 Y_H/3?b%  
        DSEARCH 5 QUIET Up?=m^  
        SYSTEM Dm{Ok#@r2  
        ID EYEPIECE EXAMPLE G!-J$@P  
        OBD 1.0E9 45 1.27 m/${8  
        UNI MM a1x7~)z>zi  
        WAVL CDF cx(2jk}6  
        WAP 1 2cnj@E:5l  
        END 9&jPp4qG  
         lmFA&s"m  
        GOALS 9D4-^M:a  
        ELEMENTS 9 E/ O5e(h  
        TOTL 200 .01 ~$aTM_4  
        BACK 0 0 ( tn< VK.  
        FNUM 7.0 10 pieT'mA  
        ASTART 5 k ojG- M  
        THSTART 5 E$S`6+x`:a  
        RSTART 100 oX|?:MS:  
        RT 0.25 0\ f-z6  
        NPASS 80 8M93cyX  
        ANNEAL 100 10 Q 100 vl5){@   
        SNAP 10 t.=Oj  
        TOPD 1X@b?6  
        STOP FIRST         k=uZ=tUft*  
        STOP FREE ZgF/;8!~V-  
        QUICK 50 100 BlaJl[Piv  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     k^*$^;z  
        FWT 3 1 1 1 1 1 YBylyVZ  
        END {%7<"  
         l{EU_|q  
        SPECIAL AANT VD;j[~/Z  
        ACA 50 1 1 #O|lfl>}  
        ADT 10 .1 10 >l2w::l%  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     |cu`f{E2]  
        M -.008 10 A P HH 1         dQ6GhS ~  
        M -.004 10 A P HH .5     <IH*\q:7  
        M -.0064 10 A P HH .8 U"x~Jb3]O  
        M 0 1 A P YA 1         on5 0+)uN  
        S GIHT 3H'*?|Y(#  
        END .eTk=i[N-  
        GO SsRVd^=;x  
        TIME ay[ZsQC  
    PW^ 8;[\QP  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 )*HjRTF6G  
        
        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。 EIK*49b2  
        
        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。 4WG=m}X  
         B(Y.`L? %E  
        PANT |Mlh;  
        VY 0 YP1 QK7e|M  
        VLIST RD ALL msG3 ~@q  
        VLIST TH ALL |8'B/ p=  
        VLIST GLM ALL ~,Mr0  
        END 8r^j P.V  
        AANT P f !!P  
        AEC |D(&w+(  
        ACC J";=d4Sd  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM `vX4! @Tw  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 cuMc*i$w!  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 4tnjXP8  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 :p$EiR  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 TK %< a/  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 id4]|jb  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 F,.Q|.nN  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 Wxk; g  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 X#7}c5^Y  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 3FY_A(+  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 Z fqQ {_  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 |Cq8%  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 [yvt1:q  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL OaNc9c"  
        ACA 50 1 1 3B -NY Ja  
        ADT 10 .1 10 -;<>tq'3`  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 @Q3, bj  
        M -.008 10 A P HH 1   O&=KlnI:  
        M -.004 10 A P HH .5 v*XkWH5  
        M -.0064 10 A P HH .8 V0S6M^\DK  
        M 0 1 A P YA 1   1^tSn#j  
        S GIHT !c."   
        END N+hedF@ZU  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     ~K%k 0kT  
        SYNOPSYS   80 b_ZNI0Hp@  
    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: a>?p.!BM  
        
        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。     e@yx}:]h  
    准备一个新的MACro 如下: sU0Stg8&b  
    Vp\80D&  
        STO 9 3Cd<p[%3#,  
        CHG g@}6N.]#  
        NOP qz87iJp&  
        18 TH 2000 +#9xA6,AE  
        19 YMT e6o/q)9#  
        20 ' #KA+?@  
        END {9Db9K^  
        STEPS = 100 D|[/>x  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 Z$1.^H.Db  
        GET 9     x g{VP7  
    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 ,5=kDw2  
        
        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。 *^ey]),f54  
    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。 % kJh6J  
    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: TG4^_nRl  
        
        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! tz"5+uuu  
    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。 A%P 8c  
    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。 R/ Tj^lM  
    T0s35z9  
        CHG "wC0eDf  
        NOP uvR0TIF4  
        END [6G=yp  
        MSW /G{&[X<4U  
    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”。 - *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。 u/;_?zI  
        
        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。 `!<x"xKu  
        
        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(WEgz  
        
        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。 LgO i3  
    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。 ?ISI[hoc  
    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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