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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 |@,|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?s VcD[  
        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'3Qg 1  
        END eT2*W$  
        GO <0S=,!  
        TIME LJoGpr 8  
    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 (knp#   
        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\T fL^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?ymw?  
        
        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。
     
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