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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 >B{NxL3->  
    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。) &zJI~R  
    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。 l53i {o  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) U+!RIF[Je  
    efQ8jO  
        TIME |q w0:c=7!  
        CORE 12 z;qDl%AF  
        OFF 1 99 [KK |_  
        DSEARCH 5 QUIET z+"$G  
        SYSTEM 4EqThvI{  
        ID EYEPIECE EXAMPLE }emUpju<C  
        OBD 1.0E9 45 1.27 H3rA ?F#+*  
        UNI MM vXDs/,`r  
        WAVL CDF <VxA&bb7c  
        WAP 1 hObL=^F  
        END ~n]5iGz  
         EwPrh  
        GOALS *kLFs|U  
        ELEMENTS 9 DU!T#H7  
        TOTL 200 .01 K{P-+(  
        BACK 0 0 $f =`fPo  
        FNUM 7.0 10 E`fG9:6l]  
        ASTART 5 ; JkSZs3  
        THSTART 5 Yqs=jTq`{  
        RSTART 100 >-MnB  
        RT 0.25 Ms!EK  
        NPASS 80 xOTvrX  
        ANNEAL 100 10 Q 100 <[db)r~c  
        SNAP 10 u} mj)Nk  
        TOPD X"{%,]sb G  
        STOP FIRST         H a!,9{T  
        STOP FREE (]#^q8)]\9  
        QUICK 50 100 _w\9 \<%  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     0<m7:D Gd  
        FWT 3 1 1 1 1 1 7h 54j  
        END ZsP^<  
         Cf[tNq  
        SPECIAL AANT q}@L"a`  
        ACA 50 1 1 GY$Rkg6d  
        ADT 10 .1 10 V"#0\ |]m  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     w 0BphK[  
        M -.008 10 A P HH 1         0>|q[SC  
        M -.004 10 A P HH .5     c-$rB_t+  
        M -.0064 10 A P HH .8 =0cTct6\  
        M 0 1 A P YA 1         *?m)VvR>|  
        S GIHT #kW=|8X  
        END JG!B3^qB  
        GO %ztZ#h~g  
        TIME e/D{^*~S  
    B[uyr)$  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。  y<Koc>8  
        
        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。 `PUqz&  
        
        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。 KTm^}')C8  
         b-& rMML  
        PANT *Dp&;,b  
        VY 0 YP1 E'WXi!>7p  
        VLIST RD ALL [5P-K{Ko  
        VLIST TH ALL { I{ 0rV  
        VLIST GLM ALL >fC&bab  
        END 84(Jo_9  
        AANT P t utk*|S  
        AEC 1`8s "T  
        ACC + f6LG 0q  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM zB%~=@Q^6  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 o26Y }W  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 H(^Eh v>  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 @)b'3~ D  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 6(E4l5 %  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 1GN^ui a7  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 x]7:MG$  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 )w].m  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 ;#Po}8Y=  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 .B`$hxl*0c  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 &E`Nu (e  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 <f7 O3 >  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 s,_+5ukv  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 08ZvRy(Je<  
        ACA 50 1 1 $oW= N   
        ADT 10 .1 10 /gu VA  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 UuIjtqW  
        M -.008 10 A P HH 1   #4AU&UM+i  
        M -.004 10 A P HH .5 6/;YS[jX  
        M -.0064 10 A P HH .8 6[t<g=  
        M 0 1 A P YA 1   NCk-[I?R  
        S GIHT ranem0KQ)]  
        END  hlVC+%8  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     ' #K@%P  
        SYNOPSYS   80 "W5MZ  
    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: VESvCei  
        
        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。     j}Tv/O,f  
    准备一个新的MACro 如下: z_'^=9m  
    Oem1=QpaC  
        STO 9 AON |b\?  
        CHG }d5]N  
        NOP qK'mF#n0#  
        18 TH 2000 j"jssbu}  
        19 YMT ewcFzlA@  
        20 0j$=KA  
        END ]:f.="  
        STEPS = 100 4<s;xSCL  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 fS}Eu4Xe  
        GET 9     Uv59 XF$  
    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 z 4}"oQk:r  
        
        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。 z"6o|]9I  
    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。 lZwjrU| _  
    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: :+ YHj )mN  
        
        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! +/&rO,Ql  
    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。 p7+{xXf  
    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。 u4lM>(3Y}  
    kg Bkwp  
        CHG pRfKlTU\  
        NOP vT5GUO{5  
        END Cnpl0rV~5  
        MSW JSg=9p$  
    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”。 ;FlDRDZ%  
        
        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。 %#% YU|4R  
        
        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。 Q8HNST($?  
        
        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 A#$l;M.3R  
        
        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。 +!@xH];  
    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。 7_Vd%<:  
    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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