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^Qf 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>W f"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$}] ASTART 5
^0VI J)y THSTART 5
Ts^IA67&< RSTART 100
5dhRuc RT 0.25
oo2VT NPASS 80
4bmpMF- ANNEAL 100 10 Q 100
Hkpn/,D5 SNAP 10
%H:!/'45 TOPD
X)Kd'6zg STOP FIRST
' e-FJ')| STOP FREE
`w&|~xT QUICK 50 100
.@R{T3=Q FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
Iu%S><'+ FWT 3 1 1 1 1 1
,]>Eg6B,u END
Zl]\sJ1" ?QZ\KY SPECIAL AANT
~v2_vEu}JX ACA 50 1 1
b d9]' ADT 10 .1 10
^>[Z~G($ 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
$~h M 0 1 A P YA 1
2rne=L S GIHT
.0nL;o END
Cdc6<8 GO
B;L~hM TIME
:o=[Zp~B4d 3nxJ`W5j 这是从DSEARCH 返回的图纸。
ZY=x$($f 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
u3Ua>A- 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
(@mvNlc: cs,%Zk.xjw PANT
G=(F-U;* VY 0 YP1
R9~%ORI#; VLIST RD ALL
_a^%V9t VLIST TH ALL
nRJcYl~
Y VLIST GLM ALL
nJlrBf_Kj END
In5'(UHW: AANT P
GRS[r@W[1 AEC
jCxw|tmgq ACC
#"=_GA^.{ M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
h]&8hl_'m GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
IA!( 'Ks GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
Kr!8H/Z GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
g!i\AMG? GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
\5cAOBja GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
,vl][MhM GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
]HCu tq GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
j-ZKEA{:1 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
JiCDY)bu GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
Y[#i(5w GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
LS*^TA(I[ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
k/ls!e? GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
Pl9/1YhD/ M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
}>>lgW>n,; ACA 50 1 1
({87311% ADT 10 .1 10
XzIhFX6 M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
"JT R5;`w M -.008 10 A P HH 1
(%D*S_m' M -.004 10 A P HH .5
+eg$Z]Lht M -.0064 10 A P HH .8
HI*xk M 0 1 A P YA 1
XOAZ S GIHT
KFvNsqd 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`YA JG 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$Xv 当光谱向导打开时,我们选择天文学资源例如太阳,月亮,行星。然后我们单击视觉,并选择视觉,明视觉。 单击10个波长的选项,然后单击“获取光谱”。
M}MXR=X, 这是
光源和探测器组合的光谱。单击精细设置,将光谱向右移动一点。然后对镜头单击应用于镜头并关闭对话框。
1'@/jR 关闭向导并打开MPF对话框。这将显示衍射点在视场上的扩散。选择外观显示,通过4放大,然后执行。
{PZNJ 2~ 我们可以通过打开对话框MGS,选择绘制条纹 X设置为3,然后点击OK来显示图形系统总结
?~s,O$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。