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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 vi[#? ;pkF  
    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。) y+ 6`| h_  
    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。 2y9:'c|  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) J^+_8  
    P[Y{LKAbb  
        TIME PtVo7zO ye  
        CORE 12 ^[X|As2  
        OFF 1 99 J<b3"wK0[  
        DSEARCH 5 QUIET :DOr!PNA  
        SYSTEM 4c5^7";P  
        ID EYEPIECE EXAMPLE fs2m N1  
        OBD 1.0E9 45 1.27 H$NP1^5!  
        UNI MM HpB!a,R6B  
        WAVL CDF s jL*I  
        WAP 1 m!HC-[<  
        END ttK,((=@  
         ! 6p>P4TT  
        GOALS i_ |9<7a  
        ELEMENTS 9 Ez06:]Jd  
        TOTL 200 .01 @wd!&%yzO  
        BACK 0 0 `FZ(#GDF  
        FNUM 7.0 10 jGO9n  
        ASTART 5 O{lIs_1.Z  
        THSTART 5 =8$|_  
        RSTART 100 TqENaC#&  
        RT 0.25 <u6c2!I{  
        NPASS 80 x2 w8zT6M  
        ANNEAL 100 10 Q 100 <MPeh&_3#  
        SNAP 10 =]=B}L `  
        TOPD "-G&=(  
        STOP FIRST         U>/<6 Wd  
        STOP FREE @rPI$ia1~  
        QUICK 50 100 Ivz+Jj w  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     GwgFi@itN  
        FWT 3 1 1 1 1 1 _ oQtk^fp  
        END [Xxw]C6\>(  
         #^5a\XJb  
        SPECIAL AANT Cr' ! "F  
        ACA 50 1 1 |$YyjYK  
        ADT 10 .1 10 F{TC#J}I%'  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     |?\gEY-Se  
        M -.008 10 A P HH 1         ,]0S4h67  
        M -.004 10 A P HH .5     4a\n4KO X  
        M -.0064 10 A P HH .8 mZ`1JO9  
        M 0 1 A P YA 1         Kg4QT/0VA  
        S GIHT 5,F;j<F  
        END v*&Uk '4E  
        GO J9g|#1G  
        TIME [yO=S0 e  
    o)0C-yO0qf  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 oR-O~_) 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。 I)[`ZVAXR  
        
        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&y~y  
         U5|B9%:&  
        PANT dVvZu% DFp  
        VY 0 YP1 6kP7   
        VLIST RD ALL 4uFIpS|rq  
        VLIST TH ALL A ?#]s  
        VLIST GLM ALL VMaS;)0f@  
        END 9 TqoLX  
        AANT P  `>%-  
        AEC ksTzXG8  
        ACC 2K3MAd{  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM 7@FDBjq  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 S  <2}8D  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 uK"^*NEC';  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 66/Z\H^d  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 I|H,)!Z  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 D0f*eSXE{  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 ,o BlJvm  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 OWqrD@  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 B,4q>KQA  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 5(423"(y  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ])eOa%  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 <'W=]IAV  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 YdK _.t0Mu  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL +-U@0&Y3M  
        ACA 50 1 1 w- r_H!-  
        ADT 10 .1 10 =D{B}=D\IM  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 w2k<)3 g~  
        M -.008 10 A P HH 1   Ah*wQow  
        M -.004 10 A P HH .5 Y=9qJ`q  
        M -.0064 10 A P HH .8 h iAxh Y  
        M 0 1 A P YA 1   hXNH"0VCV  
        S GIHT ~ W@X-  
        END Gv;;!sZ  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     = PV/`I_h  
        SYNOPSYS   80 h(_P9E[g  
    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: "t=UX -3  
        
        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。     yE}BfU {.  
    准备一个新的MACro 如下: I|Z/`9T  
    3!>/smb !  
        STO 9 Tj&'KF8?L  
        CHG %06vgjOa (  
        NOP Vz'HM$  
        18 TH 2000 F,Q?s9s  
        19 YMT h!v/s=8c  
        20 vmvFBzLR  
        END C>4UbU  
        STEPS = 100 TiQ^}5~M  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 p'gb)nI  
        GET 9     WK*S4c  
    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 ]dq5hkjpU  
        
        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。 lu]o34  
    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。 '[Xl>Z[  
    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: Ssw&'B|o  
        
        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! fSjs?zd`  
    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。 {8 N=WZ  
    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。 <FQFv IKg  
    c8<xFvYG  
        CHG 7u::5W-q  
        NOP qJ 95  
        END iTu0T!4F  
        MSW :&9TW]*g  
    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”。 Xk?R mU6  
        
        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。 %&tb9_T)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。 tfA}`*$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 {\EOo-&A  
        
        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。 gM#jA8gz  
    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。 3"Yif  
    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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