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。
JV@b(x` 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。)
\VHRI<$+5 我们将从远处的物镜将
光线对准镜头,首先对准镜头内一英寸的一点,并要求光线以45度的角度从轴上射出。
`[F[0fY- 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
^|ul3_'? \vF*n Z5/ TIME
~%QI#s?| CORE 12
!;M5.Y1j&" OFF 1 99
Eu`K2_b DSEARCH 5 QUIET
3h**y
%^ SYSTEM
@|d+T"f ID EYEPIECE EXAMPLE
H/$oGhvl OBD 1.0E9 45 1.27
rH9[x8e UNI MM
k]~|!` WAVL CDF
g4}K6)@ WAP 1
5;X3{$y END
OEhDRU%k l,:>B-FV GOALS
jq(QL%)_O ELEMENTS 9
U[M~O*9 TOTL 200 .01
O]80";Uv BACK 0 0
_6]c f!H FNUM 7.0 10
Y%Tm
`$^V ASTART 5
gzEcdDD THSTART 5
=&#t(" RSTART 100
|SuN3B4e RT 0.25
9@wmngvM*Y NPASS 80
vBYk"a6SD ANNEAL 100 10 Q 100
l\HtP7] SNAP 10
H -t" Z} TOPD
,$bK)|pGV STOP FIRST
jh"YHe/X STOP FREE
*&tv(+P QUICK 50 100
MQq!<?/ FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
.05x=28n% FWT 3 1 1 1 1 1
J
Mm'JK? END
D|g{]nO dyVfDF SPECIAL AANT
HleMzykF ACA 50 1 1
M"5S ADT 10 .1 10
A 1B_EX. M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
jS4fANG M -.008 10 A P HH 1
yeIcQ% M -.004 10 A P HH .5
="P&!lu M -.0064 10 A P HH .8
$Go)Zs-bL? M 0 1 A P YA 1
V-x/lo]Co S GIHT
iyP0;$ END
`!y/$7p
GO
b}J,&eYD TIME
lK3{~\J- M?QX'fia 这是从DSEARCH 返回的图纸。
[U_ 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。
?u~?:a@K 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。
0X4I-xx# lS/l
iI'Y PANT
6"/4@? VY 0 YP1
i/RA/q VLIST RD ALL
oa6&?4K?F VLIST TH ALL
(lt{$0 VLIST GLM ALL
*Qy,?2 END
}NKnV3G/Z AANT P
]K|td)1X AEC
#sM*<2vj ACC
yny1i9
y M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
Bb.U4# GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
nx@,oC4 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
?Lbn R~/J GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
;&$f~P Q GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
d$:LUxM# GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
R<;;Ph GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
$y,tR.5.)[ GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
F[*/D/y( GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
naVbcY GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
?<1~KLPMhY GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
o8fY!C) GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
q,>4#J[2;s GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
@k)[p+)E M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
,&G!9}EC ACA 50 1 1
0A')zKik ADT 10 .1 10
Z31a4O M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
nhRpb9f`1@ M -.008 10 A P HH 1
aole`PD,l M -.004 10 A P HH .5
_kdt0Vr,L M -.0064 10 A P HH .8
TNlOj a: M 0 1 A P YA 1
v(=E R% S GIHT
=Y5_@}\0 END
{!^0j{T SNAP 10/DAMP 1.00000
^/~C\
( SYNOPSYS 80
z@v2t>@3k 让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些
优化和模拟退火后得到的结果:
^Vg-fO]V 我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个
波长的误差。
1 Q*AQYVY 准备一个新的MACro 如下:
H7}f[4S% vQy+^deW STO 9
e?+&2zMq CHG
009Q#[A NOP
p{AX"|QM" 18 TH 2000
P DwBSj 19 YMT
lr ]C'dD 20
%H4>k#b@$ END
^w_\D? STEPS = 100
KpT=twcK PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
DA>TT~L GET 9
y7x*:xR[ 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
r9n:[A&HE 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。
!V-(K_\t 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。
+asO4'r 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:
R# ZO<g%' 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!
1NkJs& 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。
.mplML0oW 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。
_pxurq{ \LM.>vJ CHG
^O,r8K{1n NOP
Sl'{rol'
END
/rHlFl|Wy MSW
ZqXp f 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”。
]I\9S{? 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。
i5gNk)D 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。
k:URP`w[X= 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<~_~R 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。
51xf.iB 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。
73JrK_h 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。