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
#h gmUa 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$Om STOP FREE
{D_++^ QUICK 50 100
/h}P Eu3y FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
r6d0x FWT 3 1 1 1 1 1
z5XYpi_;[ END
IL~]m?'V( 5^/,aI SPECIAL AANT
>Z#uFt0<Pm ACA 50 1 1
k$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<EPy 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$p\ORa S GIHT
!oZQ2z~ END
0JmFQ^g( GO
f{)+-8 TIME
9#v-2QY @%6)^]m}r 这是从DSEARCH 返回的图纸。
Mw/?wtW 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
:PgF 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
J.1O/Pw!.a R[x7QlA; PANT
jCU=+b= VY 0 YP1
`wNm%*g VLIST RD ALL
lVP9= VLIST TH ALL
>vUB%OLyP VLIST GLM ALL
FoE|Js END
%tT"`%(+ AANT P
TQ;
Z.)L AEC
Rw{$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
%,/lqc Fo 20
F+m[&MKL END
zCt\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。
yYY 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}OC< 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。