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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 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@m uw  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) v+( P4f S  
    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 q 2;CvoF  
         DU-dIq i  
        GOALS Q<yvpT(  
        ELEMENTS 9 D4?cnwU  
        TOTL 200 .01 (-@I'CFd  
        BACK 0 0 UlPGB2B  
        FNUM 7.0 10 h dqr~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。
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