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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 H_B~P%E@]  
    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。) 3] 76fF\^[  
    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。 T1N H eH>  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) nl@E[yA9[  
    kuS/S\Z5K  
        TIME p4mY0Y]mP  
        CORE 12 FH\CK  
        OFF 1 99 BGqa-d  
        DSEARCH 5 QUIET y\[r(4h  
        SYSTEM b5 Q NEi  
        ID EYEPIECE EXAMPLE nj2gs,k  
        OBD 1.0E9 45 1.27 K $-;;pUl  
        UNI MM |.w;r   
        WAVL CDF V}9;eJRvw  
        WAP 1 SrZ50Se  
        END xzk}[3P{  
         1K[(ou'rl  
        GOALS 'ZnIRE,N  
        ELEMENTS 9 s~$zWx@v  
        TOTL 200 .01 bK=c@GXS  
        BACK 0 0 $G[KT):N  
        FNUM 7.0 10 {;k_!v{  
        ASTART 5 IZ~.{UQ  
        THSTART 5 mk=#\>  
        RSTART 100 (@Zcx9  
        RT 0.25 4e9E' "8%  
        NPASS 80 YIO R$  
        ANNEAL 100 10 Q 100 6tdI6  
        SNAP 10 .#!mDlY;  
        TOPD =kFuJ x)f  
        STOP FIRST         _!:@w9  
        STOP FREE D'L{wm  
        QUICK 50 100 )w"0w(   
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     )iSy@*nY  
        FWT 3 1 1 1 1 1 Kbas-</Si  
        END kaFnw(xa  
         ;|30QUYh  
        SPECIAL AANT Z[} $n-V  
        ACA 50 1 1 295w.X(J  
        ADT 10 .1 10 'h}7YP, w  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     OCW+?B;  
        M -.008 10 A P HH 1         k18$JyaG  
        M -.004 10 A P HH .5     'F5)ACA%  
        M -.0064 10 A P HH .8 @ER1zKK?  
        M 0 1 A P YA 1         o!Fl]3F  
        S GIHT q^Inb)FeN  
        END Ae3,^  
        GO 263*: Y  
        TIME ]u=Ca#!'  
    dS$ji#+d$  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 ./.=Rw  
        
        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。 oT->^4WY  
        
        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。 Dl\d_:+  
         sqG`"O4W  
        PANT D5` (}  
        VY 0 YP1 BKA]G)G7u!  
        VLIST RD ALL q\H7& w  
        VLIST TH ALL k7Oy5$##  
        VLIST GLM ALL 3bts7<K=  
        END k4R4YI"jV  
        AANT P fuyl/bx}  
        AEC -+P7:4/  
        ACC mV zu~xym  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM D rTM$)  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 k1iLnza%  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 {^wdJZ~QLK  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 gj;@?o0  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 @1.9PR$x  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 S'@=3)  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 {8:o?LnMW  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 [ &daG:  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 |EeBSRAfe  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 5_aw. s>  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 6ZksqdP8  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 : ;TYL[  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 H),RA]S  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL ]ymC3LV]  
        ACA 50 1 1 ~04[KG  
        ADT 10 .1 10 `[@VxGy_  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 4NUN Ov`[{  
        M -.008 10 A P HH 1   ITc `]K  
        M -.004 10 A P HH .5 bK7.St  
        M -.0064 10 A P HH .8 TkT-$=i  
        M 0 1 A P YA 1   yoW> BX  
        S GIHT WRM$DA  
        END Ky6+~>  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     7@~QkTH~y  
        SYNOPSYS   80 /.v_N%*-v  
    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: 1p=&WM  
        
        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。     6$(0Ty  
    准备一个新的MACro 如下: 1RA }aX  
    MCHOK=G  
        STO 9 -lnevrl   
        CHG 2L[l'}  
        NOP Gl;f#}  
        18 TH 2000 {? 2;0}3?;  
        19 YMT |h D~6a  
        20 @T/qd>T o  
        END HTN$ >QTI  
        STEPS = 100 [DhEh@  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 ?OO%5PSen  
        GET 9     B~rU1Y)  
    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 K=o:V&  
        
        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。 yU!GS-  
    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。 dq2@6xd  
    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: XLocg  
        
        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! 6lZGcRO  
    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。 vG3M5G  
    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。 m:"+J  
    N-Z^G<[q.  
        CHG ()B7(Y  
        NOP o"4E+1qwM  
        END l_b_-p  
        MSW h[,XemwX  
    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”。 #@q1Ko!NZ  
        
        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。 <b'1#Pd>0  
        
        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。 [x|)}P7%s  
        
        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 sy=dY@W^  
        
        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。 S[ ^nSF  
    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。 i=V-@|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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