[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。 "Oh-`C  
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。） [ "J  
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。 jc Ie<i;  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） wzo-V^+q  
]wa?~;1^&  
    TIME }6C&N8f  
    CORE 12 kfm8F8sxl  
    OFF 1 99 >4~{CXZ  
    DSEARCH 5 QUIET wvT!NN K2  
    SYSTEM ~O@V;y  
    ID EYEPIECE EXAMPLE Ha)w*1&w"  
    OBD 1.0E9 45 1.27 @U5+1Hjc  
    UNI MM y7d)[d*Mz  
    WAVL CDF !p&M,6  
    WAP 1 jh\q2E~,`  
    END nF A7@hsm  
     4X#>;  
    GOALS RG:ct{i  
    ELEMENTS 9 YaSwn3i/@S  
    TOTL 200 .01  A3'i -  
    BACK 0 0 lP9a*>=a  
    FNUM 7.0 10 S5m1~fz  
    ASTART 5 kwGj7'  
    THSTART 5 YDjQ&EH  
    RSTART 100 f_D1zU^  
    RT 0.25 vx!nC}f"k`  
    NPASS 80 IO^O9IEx,  
    ANNEAL 100 10 Q 100 <Er|s^C  
    SNAP 10 ,@Ed)Zoh  
    TOPD nV:.-JR  
    STOP FIRST         \vFkhm  
    STOP FREE r^*,eF  
    QUICK 50 100 xiA9X]FB  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     `Ph4!-6#  
    FWT 3 1 1 1 1 1 {r'#(\  
    END nfrC@A
v  
     <-}6X  
    SPECIAL AANT tTWYlbDFN  
    ACA 50 1 1 pN*>A^  
    ADT 10 .1 10 ix7N q7!N  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     A[oi?.D  
    M -.008 10 A P HH 1         \zj8| +  
    M -.004 10 A P HH .5     rf)\:75  
    M -.0064 10 A P HH .8 dVO|q9 /  
    M 0 1 A P YA 1         qr<5z. %  
    S GIHT $ZQPf  
    END )JuD !  
    GO 4!/{CGP  
    TIME TmzEZ<} &7  
=H!u4  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 #<v3G)|aS  
        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。 X*%KR4`
 
        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。 FE$)[w,m  
     _5.7HEw>/  
    PANT s=U_tfpH  
    VY 0 YP1 -fG;`N5U  
    VLIST RD ALL mI"|^!L  
    VLIST TH ALL D_@r_^}  
    VLIST GLM ALL v C><N  
    END )W*S6}A  
    AANT P eT}c_h)  
    AEC HlI*an  
    ACC q ,}W.
 
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM 61!R-  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 O]^E%;(]}i  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 ]'T-6  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 T-|z18|!  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 bS* "C,b~s  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 SC86+  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 E>SnH  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 
uv9cOd  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 /0"Y. @L  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 Ov?k4kJ  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 kS=OX5  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 <K4'|HU/  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 g<}K^)x  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL nuKjp Ap!  
    ACA 50 1 1 nJ'O(Wh,)  
    ADT 10 .1 10 j6IWdqXe  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 #,!.
e  
    M -.008 10 A P HH 1   0[9A*  
    M -.004 10 A P HH .5 f4`=yj*  
    M -.0064 10 A P HH .8 u]"oGJj1  
    M 0 1 A P YA 1   MH!'g7iK8  
    S GIHT \t^q@}~0Wz  
    END lh8`.sWk4V  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     7c4
\'dt#  
    SYNOPSYS   80 9<\wa/#  
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： *>S\i7RET  
        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。     p0'A\@|  
准备一个新的MACro 如下： [<f\+g2ct  
H.w
p{m{  
    STO 9 .w[]Q;K_[)  
    CHG ;f0+'W  
    NOP 0I~xD9l9  
    18 TH 2000 9s5CqB  
    19 YMT .T4"+FTzP  
    20 y\r8_rBo  
    END tC-(GDGy5  
    STEPS = 100 N7}.9%EV  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 i<)c4  
    GET 9     0(:"q!h  
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 zOWbdd_zl  
        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。 p4HX83y{  
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。 c%Kv"Z%f  
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： a|TP2m  
        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！ s 6vsV  
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。 XSn^$$S  
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。 Aw9^}k}UfD  
r`B8Cik  
    CHG O<."C=1~E  
    NOP lj
'c0k8  
    END u|O5ZV-cd  
    MSW i nF&Pv  
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”。 0@^YxU[YN  
        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。 V
X2bC(E'%  
        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。 ]%ikr&78u  
        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 IWuR=I$t  
        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。 )uZ<?bkQ  
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。 &tHT6,Xv(  
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。