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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 RO%tuU,-  
    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。) OY^n0Zof,  
    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。 (~G5t(+  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) 5X`w&(]m  
    -7k|6"EwM  
        TIME 9iGE`1N%E  
        CORE 12 M9Nk=s! 3  
        OFF 1 99 hJ;f1dZ7}  
        DSEARCH 5 QUIET :kb1}Wu  
        SYSTEM /o|PA:6J  
        ID EYEPIECE EXAMPLE \ W 'i0+  
        OBD 1.0E9 45 1.27 *>aZc::  
        UNI MM #hgmUa  
        WAVL CDF 8O8\q ;US  
        WAP 1 f@! fW&  
        END hJw |@V  
         d; mmM\3]  
        GOALS "Ju /[#VCJ  
        ELEMENTS 9 s; B j7]  
        TOTL 200 .01 <JL\?)}n  
        BACK 0 0 ZDOF  
        FNUM 7.0 10 p.rdSv(8'  
        ASTART 5 z^gQ\\,4  
        THSTART 5 r~$}G-g  
        RSTART 100 c~gNH%1XN  
        RT 0.25 #Mj$o;SX  
        NPASS 80 R`@8.]cpPy  
        ANNEAL 100 10 Q 100 ]aC ':55(  
        SNAP 10 @<D'-mMt  
        TOPD gp~yt0AU  
        STOP FIRST         ? G$Om  
        STOP FREE {D_++^  
        QUICK 50 100 / h}PEu3y  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     r6d0x  
        FWT 3 1 1 1 1 1 z5XYpi_;[  
        END IL~]m?'V(  
         5^/,aI  
        SPECIAL AANT >Z#uFt0<Pm  
        ACA 50 1 1 k $e D(cW$  
        ADT 10 .1 10 9W{,=.%MX$  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     Qg'c?[~W@  
        M -.008 10 A P HH 1         5f;n<EP y  
        M -.004 10 A P HH .5     BFBR/d[&  
        M -.0064 10 A P HH .8 A",eS6  
        M 0 1 A P YA 1         Sm$p\ORa  
        S GIHT !oZQ2z~  
        END 0JmFQ ^g(  
        GO f{)+-8  
        TIME 9#v-2QY  
    @%6)^]m}r  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 Mw/?wtW  
        
        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。 :PgF  
        
        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。 J.1O/Pw!.a  
         R[x7QlA;  
        PANT jCU=+b=  
        VY 0 YP1 `wNm%*g  
        VLIST RD ALL lV P9=  
        VLIST TH ALL >vUB%OLyP  
        VLIST GLM ALL FoE|Js  
        END %tT"`%(+  
        AANT P TQ; Z.)L  
        AEC Rw{$L~\  
        ACC `_|aeoK_  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM <f%ujrX  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 ^#]c0  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 !n|#|.0m  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 YTQ5sFuGM  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 ,Z^Ca15z  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 O`cdQu  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 k/%#>  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 he"L*p*H  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 `YPe^!` $  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 Z;#%t.  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 yH*hL0mO  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 rvW!7 -R  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 x Sv-;!y  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL zJ5hvDmC  
        ACA 50 1 1 85'nXYN{d  
        ADT 10 .1 10 rVY?6OMkd  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ! 0^;;'  
        M -.008 10 A P HH 1   'iJDWxCD  
        M -.004 10 A P HH .5 f0vJm  
        M -.0064 10 A P HH .8 #,G1R7  
        M 0 1 A P YA 1   :pRF*^eU  
        S GIHT UEzsDJu  
        END l';pP^.q  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     2gt+l?O<PS  
        SYNOPSYS   80 7AFE-'S  
    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: 2Zy_5>~  
        
        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。     nTPB,QE<  
    准备一个新的MACro 如下: zxkM'8JC  
    X/l;s  
        STO 9 _g[-=y{Bb  
        CHG -;$nb~y  
        NOP {3LA%xO  
        18 TH 2000 o]<jZ_|gB  
        19 YMT %,/lqcFo  
        20 F+m[&MKL  
        END z Ct\o  
        STEPS = 100 Z^+rQ.%n"&  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 /Y,r@D  
        GET 9     /prYSRn8  
    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 +c--&tBo  
        
        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。 Vo\H<_=G  
    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。 yY Y Nu`  
    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: m[spn@SF  
        
        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! ?Nf 5w  
    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。 qNxB{0(D  
    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。 }x:0os  
    )s)_XL  
        CHG %m eLW&  
        NOP <C'Z H'p  
        END ?sXG17~Bm  
        MSW :lgi>^  
    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”。 "k:=Y7Dx  
        
        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。 RP! X8~8  
        
        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。 *nRNg.i3D  
        
        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 UX2lPgKdLz  
        
        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。 @E%DP9.I  
    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。 jZd}O C<  
    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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