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。)
cL+--$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
$x5,Oe n OBD 1.0E9 45 1.27
4Sj;38F
.1 UNI MM
O"'.n5>:` WAVL CDF
f82$_1s^ WAP 1
W|~Jl7hs8Q END
|_<'qh gzHMZ/31 GOALS
)^Ha?;TS ELEMENTS 9
*.'9 eC0s 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&
Fe8 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
46yq F ACC
uVSc1MS1 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
0xN1Xm0d 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
O BCH%\;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
!vrduOB 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$]P(6H 19 YMT
21LJ3rW_ 20
u2FD@Xq? END
+=N!37+G STEPS = 100
lMQ_S" PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
='\Di '* GET 9
7GFE5>H 运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制
`Z'h[-2` 我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。
4/Mi-ls_ 在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。
N Dqvt$ 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。