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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 -eL'KO5'  
    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。) (C\r&N  
    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。 o+^Eu}[.  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) )ddsyFGW  
    UUm |@  
        TIME ^zeL+(@r/  
        CORE 12 ~:Ixmqi}R  
        OFF 1 99 DMMLzS0A  
        DSEARCH 5 QUIET !4B_$6US  
        SYSTEM  UTX](:TC  
        ID EYEPIECE EXAMPLE i4VK{G~g"  
        OBD 1.0E9 45 1.27 [q$e6JwAt  
        UNI MM <[9?Rj@  
        WAVL CDF H),RA]S  
        WAP 1 ]ymC3LV]  
        END ~04[KG  
         `[@VxGy_  
        GOALS 4NUN Ov`[{  
        ELEMENTS 9 d h?dO`  
        TOTL 200 .01 w, 7Cr  
        BACK 0 0 ue9h   
        FNUM 7.0 10 yoW> BX  
        ASTART 5 WRM$DA  
        THSTART 5 Ky6+~>  
        RSTART 100 7@~QkTH~y  
        RT 0.25 /.v_N%*-v  
        NPASS 80 1p=&WM  
        ANNEAL 100 10 Q 100 %/%gMRXG2  
        SNAP 10 -t>Z 9  
        TOPD b[0S=e G  
        STOP FIRST         %`oHemSy  
        STOP FREE 9A<0zt  
        QUICK 50 100 C9pnU,[  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     |h D~6a  
        FWT 3 1 1 1 1 1 @T/qd>T o  
        END HTN$ >QTI  
         [DhEh@  
        SPECIAL AANT ?OO%5PSen  
        ACA 50 1 1 "ZqEP R)  
        ADT 10 .1 10 B{99gwMe]  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     b- uZ"Kf^  
        M -.008 10 A P HH 1         0@v 2*\D#  
        M -.004 10 A P HH .5     XLocg  
        M -.0064 10 A P HH .8 ^(g_.>  
        M 0 1 A P YA 1         S ;h&5.p  
        S GIHT p2^)2v  
        END g@(4ujOT  
        GO `fMpV8vv  
        TIME 94YA2_f;  
    nqeVV&b!  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 !"%S#nrL$  
        
        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。 kz_M;h>  
        
        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。 F;W'  
         M#T#:wf~  
        PANT SlN"(nq  
        VY 0 YP1 <k5`&X!+  
        VLIST RD ALL 7P c(<Ui+  
        VLIST TH ALL <dS5|||  
        VLIST GLM ALL F#KF6)P  
        END GqMB^Ad  
        AANT P 18rp; l{  
        AEC yH+c#w  
        ACC L, #Byao  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM %2,/jhHL  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 P]- #wz=S  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 EFD?di)s  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 Qqh^E_O  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 ILNXaJ'0a  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 ~9bv Wd1D  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 Z) t{JHm:  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 <a fO 6?`  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 <ipWMZae0F  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 {H'X)n$  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 y%FYXwR{  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 eq{ [?/  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 lj Y  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL !9PX\Xbn  
        ACA 50 1 1 Zq^^|[)bA  
        ADT 10 .1 10 vv!Bo~L1,  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 A^t"MYX@  
        M -.008 10 A P HH 1   @??u})^EL  
        M -.004 10 A P HH .5 8a?IC|~Pz  
        M -.0064 10 A P HH .8 vLr&ay!w  
        M 0 1 A P YA 1   hj+p`e S  
        S GIHT C!hXEtK  
        END [Zh2DNp  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     ps "9;4P  
        SYNOPSYS   80 k 5t{  
    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: GG*BN<(>!  
        
        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。     ~PCTLP~zI  
    准备一个新的MACro 如下: =m7CJc  
    G$|G w  
        STO 9 T:Bzz)2/  
        CHG 50COL66:7  
        NOP /8:gVXZi  
        18 TH 2000 9Il'E6 J  
        19 YMT 75<el.'H  
        20 ~R)1nN|  
        END aE}=^%D  
        STEPS = 100 w{~" ;[@  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 ?l(nM+[kSL  
        GET 9     w8O hJv  
    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 >}mNi:6xq  
        
        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。 a$A2IkD  
    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。 *u58l(&`8  
    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: Sio1Q0  
        
        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! 9#Z zE/  
    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。 GpScc'a7  
    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。 SCqu,  
    %s]U@Ku(a  
        CHG coW)_~U|  
        NOP y(V&z"wk[  
        END {n pOlV  
        MSW  MK<  
    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”。 uwmoM>I W^  
        
        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。 kBQ5]Q"  
        
        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。 1<;\6sg  
        
        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 {`($Q$Q1  
        
        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。 |{zHM23gD  
    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。 3/SfUfWo  
    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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