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。
PWO5R] 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。)
k ,ezB+ 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。
~NO7@muw 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
v+( P 4fS 8v=t-GJW TIME
JIf.d($
~: CORE 12
Z2-"NB OFF 1 99
J~h9i=4<bF DSEARCH 5 QUIET
O(:/&`) SYSTEM
oxJAI4{y
4 ID EYEPIECE EXAMPLE
y(Em+YTD OBD 1.0E9 45 1.27
G'wyH[ d/ UNI MM
3-)R' WAVL CDF
/03?(n= 3 WAP 1
PtGFLM9R END
q2;CvoF DU-dIqi GOALS
Q<yvpT( ELEMENTS 9
D4?cnwU TOTL 200 .01
(-@I'CFd BACK 0 0
UlPGB2B FNUM 7.0 10
hdqr~9 ASTART 5
F'@9kdp THSTART 5
U}l=1B RSTART 100
Sae*VvT6 RT 0.25
is^5TL%@ NPASS 80
&egP3 ANNEAL 100 10 Q 100
/!60oV4p0 SNAP 10
<<-BQ
l~ TOPD
48{B} j%oU STOP FIRST
a%QgL&_5 STOP FREE
}n
+MVJ;dG QUICK 50 100
S$a.8Xh FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
n;>r FWT 3 1 1 1 1 1
={jj'X9 END
s~c cx"HH cb/$P!j7 SPECIAL AANT
vorb? iVf> ACA 50 1 1
X<f4X"y ADT 10 .1 10
sXY{g0% M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
H)Z$j&S{ M -.008 10 A P HH 1
m]}EVa_I`/ M -.004 10 A P HH .5
.Vs|&c2im M -.0064 10 A P HH .8
w,X J8+B M 0 1 A P YA 1
7UUu1"|a| S GIHT
Vygh|UEo END
#fXy4iL l GO
Pu'lp
O TIME
qVvnl :zpT Gk8Z 这是从DSEARCH 返回的图纸。
V=Z%y$1Bc 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
4I.)>+8V 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
x6vkd%fCj 4z^~,7J^ PANT
{#&D=7LP VY 0 YP1
sGa " VLIST RD ALL
<1`MjP*w VLIST TH ALL
&7Xsn^opku VLIST GLM ALL
ciW;sK8 END
Qh]k)]+*| AANT P
X@7:FzU9 AEC
nd5.Py$ ACC
6}*4co M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
@}'?o_/C GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
8A'SMJi GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
U?Vik GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
t{Ks}9B GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
SXV2Y- GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
r/QI-Cf& GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
u5`b")a GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
F'ez{B\AX GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
R0F&!y!B GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
}hXmK.[' GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
Ki /j\ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
1`Uu;mz GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
'a~F'FN$ M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
9|K:\!7 ACA 50 1 1
C]3^:b+ ADT 10 .1 10
6~6 vwp M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
B.);Ju M -.008 10 A P HH 1
V]Uc@7S/ M -.004 10 A P HH .5
{H
3wL M -.0064 10 A P HH .8
p#>,{ M 0 1 A P YA 1
?` 2z8uD/ S GIHT
0bu!(Tpg7 END
>B.KI}dE SNAP 10/DAMP 1.00000
SN$3cg]z SYNOPSYS 80
~Yre(8+M 让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些
优化和模拟退火后得到的结果:
I1p{(fJ 我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个
波长的误差。
Jb)xzUhES 准备一个新的MACro 如下:
0 n|>/i 6hHMxS^o STO 9
(
;KTV*1 CHG
LVy (O9g NOP
2TQ<XHA\ 18 TH 2000
0Q]{r ) 19 YMT
g c<Y?a- 20
j(c;r> END
hS^8/]E={ STEPS = 100
qGzF@p(p8 PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
EIOP+9zP GET 9
|#B)`r8 运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制
iS`ok 我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。
(7X^z&2 在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。
p<B*)1Tj0 接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变,因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片:
-R`nitf 我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能,该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了!
?VyiR40-Cx 该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同,则系统没有畸变。
[6nN]U~ Y 现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的
光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。
GvL\%0Ibx P+rDln{ CHG
DyRU$U NOP
u>V~:q\X END
4u1au1c MSW
o9Tsyjbj 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”。
Z|d+1i 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。
)%hW3w 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。
6Zv-kG 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
MO|8A18B 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。
9Wdx"g52_D 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。
gc W' 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。