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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 正序阅读 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 |X}H&wBWo  
    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 L+-- $L  
    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。  Iw07P2  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) B#o/3  
    3K{XT),  
        TIME ^oZz,q  
        CORE 12 'eM90I%(  
        OFF 1 99 Z)V m,ng  
        DSEARCH 5 QUIET FI.Ae/(U  
        SYSTEM 0<g;g%   
        ID EYEPIECE EXAMPLE $x5,Oen  
        OBD 1.0E9 45 1.27 4Sj;38F .1  
        UNI MM O"'.n5>:`  
        WAVL CDF f82$_1s^  
        WAP 1 W|~Jl7hs8Q  
        END |_<'q h  
         gzHMZ/31  
        GOALS )^Ha?;TS  
        ELEMENTS 9 *.'9eC0s  
        TOTL 200 .01 UJ\[ ^/t  
        BACK 0 0 C(=$0FIR  
        FNUM 7.0 10 ]'L#'"@  
        ASTART 5 8|-j]   
        THSTART 5 XwZ~pY ~  
        RSTART 100 $q"/q*ys  
        RT 0.25 8Ce|Q8<8]  
        NPASS 80 ';'TCb{f*  
        ANNEAL 100 10 Q 100 +2DzX/3  
        SNAP 10 ,H_b@$]n8  
        TOPD ym\AVRO{  
        STOP FIRST         >"OwdAvX  
        STOP FREE | c:E)S\  
        QUICK 50 100 |E& F e8  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     7@[HRr  
        FWT 3 1 1 1 1 1 xH,D bAC;  
        END YsX&]4vzm  
          <>|&%gmz  
        SPECIAL AANT %VV\biO]  
        ACA 50 1 1 S1Z~-i*w  
        ADT 10 .1 10 ">8]Oi;g  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     2 }9of[  
        M -.008 10 A P HH 1         kiah,7V/  
        M -.004 10 A P HH .5     3 s@6pI  
        M -.0064 10 A P HH .8 U@ ;W^Mt  
        M 0 1 A P YA 1         :,<G6"i  
        S GIHT FW~{io]n  
        END JYAtQTOR  
        GO -\6";_Y  
        TIME BLepCF38  
    \d"uR@$3mG  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 F!>92H~3G  
        
        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。 X0QY:?  
        
        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。 P#0U[`ltK  
         Z+gG.|"k  
        PANT %^`b)   
        VY 0 YP1 *A^j>lV  
        VLIST RD ALL 34D7qR  
        VLIST TH ALL v$WH#;(\  
        VLIST GLM ALL ].TAZ-4s  
        END bNH72gX2Yh  
        AANT P +vDEDOS1  
        AEC 4 6yq F  
        ACC uVSc1 MS1  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM 0mb|JoE(  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 _`oP*g =  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 B}:/2?gQ  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 0x N1Xm0d  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 $] gwaJ:  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 bu2@~  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 =7e|e6  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 ! R b  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 -T,/S^  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 I^u$H&  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ~ z< &vQ=  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 *X_-8 ^~  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 4s:S_Dw  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL h/LlH9S:!  
        ACA 50 1 1 9<" .1  
        ADT 10 .1 10 &7fwYV  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 OBCH%\;g  
        M -.008 10 A P HH 1   B#A .-nb  
        M -.004 10 A P HH .5 7U3b YU~;  
        M -.0064 10 A P HH .8 ]_hrYjX;  
        M 0 1 A P YA 1   !vrdu OB  
        S GIHT nEG+TRZ)\  
        END ~!Ar`= [  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     .uoQ@3  
        SYNOPSYS   80 Q#h*C ZT  
    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: ~Z{IdE  
        
        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。     &'mq).I2  
    准备一个新的MACro 如下: K3;lst>4  
    I6.!0.G  
        STO 9 AZHZUd4  
        CHG #W]4aZ1  
        NOP @W|N1,sp  
        18 TH 2000 eZck$]P(6H  
        19 YMT 2 1LJ3rW_  
        20 u2FD@Xq?  
        END +=N!37+G  
        STEPS = 100 lMQ_S"  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 ='\Di '*  
        GET 9     7GFE5>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 `Z' h[-2`  
        
        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。 4/Mi-ls_  
    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。 NDqvt$  
    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")=1{  
        
        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!  gZg5On  
    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。 /uNgftj  
    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。 ; 1^ ([>|  
    (v@)nv]U  
        CHG .boBo$f  
        NOP 'G#T 6B!  
        END fPA5]a9  
        MSW C&1()U  
    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”。 ^z^zsNx  
        
        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。 ov9+6'zya  
        
        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。 h,!#YG@>  
        
        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 \\D(St  
        
        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。 d41DcgG'j(  
    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。 l_MF9.z&  
    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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