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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 R M+K":p  
    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。) MC)W?  
    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。 Wq&c,H  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) >#n-4NZ;p9  
    oc%le2   
        TIME &r%^wfp  
        CORE 12 "EkO>M/fr  
        OFF 1 99 (gC^5&11  
        DSEARCH 5 QUIET nln[V$   
        SYSTEM x(N} ^Hu  
        ID EYEPIECE EXAMPLE {QkH%jj  
        OBD 1.0E9 45 1.27 `rJ ~*7-  
        UNI MM gm$MEeC  
        WAVL CDF ]_xGVwem  
        WAP 1 F9J9pgVP  
        END #l% \}OC  
         %9)J-B  
        GOALS *!s?hHv  
        ELEMENTS 9 S2SQ;s-t_  
        TOTL 200 .01 .[85<"C  
        BACK 0 0 rGL{g&_  
        FNUM 7.0 10 vrx3O  
        ASTART 5 CPM6T$_qE  
        THSTART 5 <$6E r  
        RSTART 100 G"sc;nT  
        RT 0.25 ]h$TgX  
        NPASS 80 IH:Cm5MV  
        ANNEAL 100 10 Q 100 I;Y`rGj  
        SNAP 10 \1_&?( pU  
        TOPD Gw,kC{:C  
        STOP FIRST         (W/UR9x)|d  
        STOP FREE Z}StA0F_  
        QUICK 50 100 gq &85([  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     nE%qm -  
        FWT 3 1 1 1 1 1 k5 l~  
        END >maz t=,  
         rrRC5h  
        SPECIAL AANT tJ=zk3BN~  
        ACA 50 1 1 9DE)5/c`v  
        ADT 10 .1 10 }CqIKoX.  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     UbH=W(%  
        M -.008 10 A P HH 1         UeQ% (f  
        M -.004 10 A P HH .5     a8c]B/  
        M -.0064 10 A P HH .8 sxa (  
        M 0 1 A P YA 1         W)O'( D  
        S GIHT <N&f >7  
        END 2@rc&Tx  
        GO aX:$Q }S  
        TIME .?:~s8kB  
    xc3Q7u!|  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 @S):a`J  
        
        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。 j pV  
        
        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。 >X)G`N@ !  
         )}5r s  
        PANT Mpx.n]O.  
        VY 0 YP1 \C|06Bs $  
        VLIST RD ALL mJT m/C  
        VLIST TH ALL CB)#; |aDB  
        VLIST GLM ALL Jq)k?WS  
        END ;Yj&7k1  
        AANT P d a9 *>+[  
        AEC ]uf_"D  
        ACC aR $P}]H  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM  f;a6ux#  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 1]~}0;,  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 0T;WN$W|  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 x #g,l2_!  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 en)DN3  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 )G&OX  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 R\?!r4  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 =Y0m;-1M  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 ^\%%9jY  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 s#3{c@^3  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 Mt>DAk  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 ;k]pq4E  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 ]W,g>91m  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 8Qh/=Ir  
        ACA 50 1 1 In2D32"F  
        ADT 10 .1 10 V>Cf 8>m  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 eF@E|kK  
        M -.008 10 A P HH 1   P2kZi=0  
        M -.004 10 A P HH .5 Yg b#U'|  
        M -.0064 10 A P HH .8 l?~h_8&fT  
        M 0 1 A P YA 1   EzaOg|  
        S GIHT `OWB@_u5  
        END Ycwb1e#  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     Lif mYn[  
        SYNOPSYS   80 <[bDNe["?  
    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: hAdEq$  
        
        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。     D~}4N1  
    准备一个新的MACro 如下: bUNp>H>L  
    [#tW$^UD  
        STO 9 N INiX(  
        CHG 57r)&8  
        NOP ]jYM;e  
        18 TH 2000 2S tpcAlU}  
        19 YMT =Ao;[j)*!  
        20 ~A)$="  
        END "M tQj}  
        STEPS = 100 6dh PqL  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 7~&Y"&  
        GET 9     ?l/rg6mbI'  
    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 /zWWUl`:  
        
        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。 S^u!/ =&  
    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。 h;6@-\6  
    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: )Jc>l;G(M  
        
        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! k1<Py$9"  
    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。  7)T+!>  
    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。 VF-d^AGt  
    *VU Xw@  
        CHG DCm;dh  
        NOP (bw;zNW  
        END 4}CRM# W2  
        MSW yQ}~ aA#h  
    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”。 =cQw R:):  
        
        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。 g 0L 4  
        
        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。 qrdI"  
        
        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 3O.-'U1K  
        
        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。 1L0ku@%t9Y  
    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。 n F-FoO98  
    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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