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。
|@ ,|F:h<M 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。)
)"f
N!9,F 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。
8[r9HC 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
O#wpbrJ vZ/6\Cz TIME
(b?{xf'G CORE 12
X[#zCM OFF 1 99
*
tCS DSEARCH 5 QUIET
08X_}97#WF SYSTEM
Pe C7 ID EYEPIECE EXAMPLE
!O\;Nua OBD 1.0E9 45 1.27
[E#UGJ@ UNI MM
[."[pY WAVL CDF
8WE{5#oi WAP 1
%Qg+R26U END
5es[Ph|K5 :o:e,WKxb GOALS
dz~co Z9 ELEMENTS 9
iAT)VQ& TOTL 200 .01
2G$SpfeIu BACK 0 0
>!_Xgw FNUM 7.0 10
rc+C?)S ASTART 5
8/)qTUx: THSTART 5
7t,t` RSTART 100
?#yV3h|Ij RT 0.25
8|E'>+ D_- NPASS 80
K)TrZ 2 ANNEAL 100 10 Q 100
-{^}"N SNAP 10
TO%dw^{_` TOPD
7'NwJ,$6\ STOP FIRST
cA6lge<{~ STOP FREE
u?sVcD[ QUICK 50 100
xBu1Ak8w FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
:xKcpY[{ FWT 3 1 1 1 1 1
$gBd <N9|c END
5*[2yKsTi 2Z20E$Cb SPECIAL AANT
iH^z:%dP ACA 50 1 1
[AV4m
ADT 10 .1 10
8kP3+ M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
-W,}rcj*| M -.008 10 A P HH 1
D&HV6# M -.004 10 A P HH .5
'+j} >Q M -.0064 10 A P HH .8
nQ|r"|g M 0 1 A P YA 1
vkLC-Mzm< S GIHT
VLBE'3Qg1 END
eT2*W$ GO
<0S=,! TIME
LJoGpr8 u&wiGwF[ 这是从DSEARCH 返回的图纸。
Zo>]rKeV 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。
h*ZC*eV> 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。
U-n;xX0= I(=V}s2 PANT
(k np# VY 0 YP1
_G1gtu] VLIST RD ALL
tH'2gl VLIST TH ALL
u1xSp<59C VLIST GLM ALL
9W5onn END
o:V|:*1Q AANT P
|p$spQ AEC
_=|vgc ACC
NH_<q"gT M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
TIvRhbu GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
kA7mLrON GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
v@# b}N0n GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
#nh|=X GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
Ytgj|@jsp GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
UwC=1g U GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
G9JAcO1 GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
svXR<7)# GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
G\TfL^A GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
vX ] Gf4, GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
oPPX&e@=s] GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
?.Pg\ur GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
=~p>`nV M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
Ie%EH ACA 50 1 1
7=(Hy\Q5xH ADT 10 .1 10
E@Ad'_H M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
A/`%/0e M -.008 10 A P HH 1
q{+_
<2U| M -.004 10 A P HH .5
U!Ek' M -.0064 10 A P HH .8
qTQBt} M 0 1 A P YA 1
*{+G=d S GIHT
2h%z ("3/ END
~Ch+5A; SNAP 10/DAMP 1.00000
-kbg\,PW SYNOPSYS 80
r [K5w 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:
`mN4_\] 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。
V\6]n2 准备一个新的MACro 如下:
'? jlH0; Uk\Id~xLV STO 9
&?h,7
D;A CHG
"le>_Ze_>| NOP
P\_` 18 TH 2000
Qqlup 19 YMT
)Y)pmjZaG 20
tr7<]Hm: END
zhf.NCSt( STEPS = 100
<vwkjCA` PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
gJM`[x`T GET 9
QD%L0;j 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
]7e =fM9V; 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。
p ]d]QMu 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。
'e6WDC1Am( 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:
ciMzf$+G$ 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!
%AQIGBcgL 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。
7NJhRz`_ 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。
YQY%M>F@d% P@FHnh3}Z$ CHG
;amXY@RmH NOP
) Yd?m0m* END
F8apH{&t MSW
ooQQ-?"m 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”。
,{c?ym w? 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。
sM9+dh 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。
71\xCSI1w& 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?|gp<=d 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。
L`24?Y{ 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。
N ,z6y5Lu 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。