[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四：90度目镜 [复制链接]

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。 MDyPwv\  
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。） A,WZ}v}_  
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。 Y[\ZN  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） g_T[m*  
7GyJmzEE  
    TIME ,hggmzA~  
    CORE 12
[6$n  
    OFF 1 99 GfG!CG^%  
    DSEARCH 5 QUIET qh40nqS;9  
    SYSTEM O<H5W|cM  
    ID EYEPIECE EXAMPLE 4a]$4LQV  
    OBD 1.0E9 45 1.27 L#\!0YW/@  
    UNI MM GD]yP
..  
    WAVL CDF P ~sX S  
    WAP 1 H*h7Y*([  
    END A.D@21py  
     J7p'_\  
    GOALS O|Z5SSlk  
    ELEMENTS 9 <c X\|dM  
    TOTL 200 .01 ['G@`e*\  
    BACK 0 0 (,i&pgVZ  
    FNUM 7.0 10 EWr8=@iU  
    ASTART 5 oX;D|8
f  
    THSTART 5 O%Mi`\W@  
    RSTART 100 j9bn|p$DA  
    RT 0.25 |k3^ eeLk  
    NPASS 80 :*/'W5iM  
    ANNEAL 100 10 Q 100 R _c! ,y  
    SNAP 10 7Zf *T  
    TOPD j$he5^GC  
    STOP FIRST         1pM"j!  
    STOP FREE U6B-{l:W  
    QUICK 50 100 Pd~{XM,yfW  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     h VQj$TA  
    FWT 3 1 1 1 1 1 wcd1.$ n  
    END !:N&tuJEv  
     $v6`5;#u  
    SPECIAL AANT v&8%t 7|  
    ACA 50 1 1 N N1(f
 
    ADT 10 .1 10 :M |<c9I  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     l-} );zH74  
    M -.008 10 A P HH 1         :'F7^N3;H  
    M -.004 10 A P HH .5     7a<-}>sU  
    M -.0064 10 A P HH .8 5V{> 82  
    M 0 1 A P YA 1         (PM!{u=  
    S GIHT ^e1Ux  
    END (9_O||ee  
    GO SGp}(j>  
    TIME ;:%*h2  
,f]GOH  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 qrK\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。 pSzO)j  
        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。 'H]&$AZ;@
 
     BwpSw\\?@  
    PANT 6^'BhHP  
    VY 0 YP1 y>5??q  
    VLIST RD ALL ^`MGlI}  
    VLIST TH ALL 9CxFj)#5F  
    VLIST GLM ALL uxjx~+qFd  
    END OX r%b  
    AANT P ):c)$$dn  
    AEC Hk
v4^|  
    ACC /3!c ;(  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM V*C%r:5 ,v  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 @rV|7%u  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 k|SywATr  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 n;F/}:c_a  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 EV$$wrohQ`  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 ^qro0]"LD  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 2#1G)XI  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 MKr)6PG,  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 &Se!AcvKF  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 BKfkB[*F  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 G|h@O'  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 c=52*&  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 7@6B\':  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL hbOyrjanx  
    ACA 50 1 1 lQ]8PR t8  
    ADT 10 .1 10 @uJ^k >B  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 fGz++;b<S  
    M -.008 10 A P HH 1   NY,ZTl_  
    M -.004 10 A P HH .5 ?##3E, /"9  
    M -.0064 10 A P HH .8 dYn<L/#  
    M 0 1 A P YA 1   q5UD!&W  
    S GIHT eBs4:R_i  
    END _Z>I"m  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     (z:DT
e  
    SYNOPSYS   80 }5??n~:*5  
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： !/qQ:k-.  
        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。     {+SshT>J  
准备一个新的MACro 如下： B9[eLh!  
ayR;|S  
    STO 9 L#}HeOEi[  
    CHG a(a2xa  
    NOP R'Uw
17I  
    18 TH 2000 yltzf #%  
    19 YMT I/&uiC{l@  
    20 4L`<xX;:{  
    END 0Gr^#`  
    STEPS = 100 $}TK,/W  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 p3L0'rY|+  
    GET 9     }R\9ybv  
运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP， 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20，因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近，则像差将受到控制 jO9w7u6  
        我们想要避免 “芸豆”效应，如果瞳孔有很多球像，就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动，视场的一部分图像会消失。 ui[E,W~  
在眼睛位置放大图像，然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是，镜头的设计是关于权衡的，不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。 @'ln)RT,  
接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变，因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片： I.qP$j  
        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！ Z{".(?+}1  
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。 @8
jc|X<A  
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。 pT;{05  
l[cBDNlrC;  
    CHG u[>hs \3k  
    NOP ~ZN]2}  
    END +,H6)'#Z  
    MSW @TWtM#  
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”。 ZnVx'Y  
        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。 D|lm,  
        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。 (oiF05n h  
        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 F\H^=P  
        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。 ER)<Twj  
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。 l|Z<p
D  
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。