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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 `S2=LJ  
    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。) n*V^Q 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。 HV>Wf"1  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) k0,~wn\#h  
    p 7sYgz  
        TIME l\bBc, %jt  
        CORE 12 *+iWB_  
        OFF 1 99 &*0V!+#6  
        DSEARCH 5 QUIET 'del|"h!M  
        SYSTEM E+_ }8J .  
        ID EYEPIECE EXAMPLE G[jCmkK  
        OBD 1.0E9 45 1.27 6@ + >UZr\  
        UNI MM tcs Z! #  
        WAVL CDF }=++Lr4*  
        WAP 1 q\ ?6-?Mr  
        END jtA Yp3M-$  
         15870xS  
        GOALS Z)HQlm  
        ELEMENTS 9 aJ2-BRn  
        TOTL 200 .01 #3.\}d)  
        BACK 0 0 tTY(I1  
        FNUM 7.0 10 dJ$}]   
        ASTART 5 ^0VI J)y  
        THSTART 5 Ts^IA67&<  
        RSTART 100 5dhRuc  
        RT 0.25  oo2VT  
        NPASS 80 4bmpMF-  
        ANNEAL 100 10 Q 100 Hkpn/,D5  
        SNAP 10 %H:!/'45  
        TOPD X)Kd'6zg  
        STOP FIRST         ' e-FJ')|  
        STOP FREE `w&|~xT  
        QUICK 50 100 .@R{T3 =Q  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     Iu%S><'+  
        FWT 3 1 1 1 1 1 ,]>Eg6B,u  
        END Zl]\sJ1"  
         ?QZ\KY  
        SPECIAL AANT ~v2_vEu}JX  
        ACA 50 1 1 bd9]'  
        ADT 10 .1 10 ^>[Z~G($  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     .HMO7n6)8l  
        M -.008 10 A P HH 1         =6/0=a[  
        M -.004 10 A P HH .5     i_V~SC`  
        M -.0064 10 A P HH .8 <s  $~h  
        M 0 1 A P YA 1         2 rne=L  
        S GIHT .0nL; o  
        END Cdc6<8  
        GO B;L~ hM  
        TIME :o=[Zp~B4d  
    3nxJ`W5j  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 ZY=x$($f  
        
        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。 u3Ua>A-  
        
        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。 (@mvNlc:  
         cs,%Zk.xjw  
        PANT G=(F-U;*  
        VY 0 YP1 R9~%ORI#;  
        VLIST RD ALL _a^%V9t  
        VLIST TH ALL nRJcYl~ Y  
        VLIST GLM ALL nJlrBf_Kj  
        END In5' (UHW:  
        AANT P GRS[r@W[1  
        AEC jCxw|tmgq  
        ACC #"=_GA^.{  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM h]&8hl_'m  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 IA! ( 'Ks  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 Kr!8H/Z  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 g!i\ AMG?  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 \5cAOBja  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 ,vl][MhM  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 ]HCu tq  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 j-ZKEA{:1  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 JiCDY)bu  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 Y[#i(5w  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 LS*^TA(I[  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000  k/ls!e?  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 Pl9/1YhD/  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL }>>lgW>n,;  
        ACA 50 1 1 ({87311%  
        ADT 10 .1 10 XzIhFX6  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 "JT R5;`w  
        M -.008 10 A P HH 1   (%D*S_m'  
        M -.004 10 A P HH .5 +eg$Z]Lht  
        M -.0064 10 A P HH .8 HI*xk  
        M 0 1 A P YA 1   XOAZ  
        S GIHT K FvNsqd  
        END xQT`sK+  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     TU&gj1  
        SYNOPSYS   80 AtGk _tpVZ  
    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: @.6l^"L  
        
        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。     icOh/G=N;  
    准备一个新的MACro 如下: VnAJOR7lrx  
    80U07tJ  
        STO 9 3V>2N)3`A  
        CHG 9l5l"Wj&  
        NOP > r6`bh [4  
        18 TH 2000 Y<0 [_+(  
        19 YMT RBd{1on  
        20 #p_3j 0S  
        END -Zh`h8gX  
        STEPS = 100 ,Y6Me+5B  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 +}@1X&v:  
        GET 9     L}7c{6!F7  
    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 X`YAJG  
        
        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。 <05\  
    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。 \#Ez["mD  
    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: VC,wQb1J/  
        
        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! ]-FK6jw  
    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。 pHSq,XP-  
    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。 }%Dsy2:y  
    S4508l  
        CHG Z<T%:F  
        NOP </(bwc~2  
        END of!Bz  
        MSW @=B'<&g$Xv  
    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”。 M}MXR=X,  
        
        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。 1'@/ jR  
        
        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。 {P ZN J 2~  
        
        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 ?~s,O$o  
        
        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。 H}5zKv.T  
    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。 ,R_ KLd  
    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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