[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四：90度目镜 [复制链接]

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。 7pM&))
R  
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。） M$e$%kPShE  
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。 irMBd8WG  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） ge#P(Itz  
e}ivvs2  
    TIME 4%7Oaf>9  
    CORE 12 \zzPsnFIg  
    OFF 1 99 vj"['6Xa  
    DSEARCH 5 QUIET w:2yFC  
    SYSTEM 6C!TXV'  
    ID EYEPIECE EXAMPLE O^IS:\JX&  
    OBD 1.0E9 45 1.27 (I;lE*>  
    UNI MM 3iw.yR  
    WAVL CDF wrVR[
v>E<  
    WAP 1 X/H2c"!t  
    END m Gx{Vpt  
     i}@5<&J  
    GOALS G{0
f* cH)  
    ELEMENTS 9 W=4|ahk$  
    TOTL 200 .01 SDO~g~NTp  
    BACK 0 0 BJjxy0+  
    FNUM 7.0 10 Tj=@5lj0  
    ASTART 5 1p
T/`x  
    THSTART 5 zwK$ q=-:  
    RSTART 100 iOiXo6YE  
    RT 0.25 #-/_J?  
    NPASS 80 i}>}%l|  
    ANNEAL 100 10 Q 100 0gr#<(  
    SNAP 10 CFeAKjG  
    TOPD %3T:W\h  
    STOP FIRST         8xHjdQr  
    STOP FREE i~tps   
    QUICK 50 100 `3
.bux~  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     ^?T,>ZI  
    FWT 3 1 1 1 1 1 \>+BvF  
    END `!.c_%m2  
    
\$ :)Ka  
    SPECIAL AANT t}gK)"g  
    ACA 50 1 1 4}Hf"L[ l  
    ADT 10 .1 10 EI@ep~  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     RMa#z [{0  
    M -.008 10 A P HH 1         uN6xOq/  
    M -.004 10 A P HH .5     \p\rPfY{>  
    M -.0064 10 A P HH .8 9
4.M8  
    M 0 1 A P YA 1         BF U#FE)s  
    S GIHT >k(AQW5?  
    END D66!C{  
    GO `;&=m, W'  
    TIME hYh~[Kr^@^  
]v.Yt/&C{  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 D$SO 6X~  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 2hTH  
        该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里，您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 }:+P{  
     CxVrnb[`q  
    PANT bc\?y2 3  
    VY 0 YP1 l%7^'nDn  
    VLIST RD ALL c1StA  
    VLIST TH ALL < !]7Gt  
    VLIST GLM ALL kYkck]|  
    END UbSD?Ew@35  
    AANT P G_?qY#"(  
    AEC IeBb#Qedz  
    ACC Xj21:IMR  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM n/IDq$/P  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 I)4NCjcCw  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 9R4q^tGR\  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 7,3v,N|  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 n:YA4t7S  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 t8-LPq  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 9|//_4]  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 D]d2opBLj  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 ; J8 25CE  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 /f -\ 3  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 U6oab9C?k  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 6Q9S~YYq  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 P4~C0z  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL ,U'E!?=:VS  
    ACA 50 1 1 LzkwgcR  
    ADT 10 .1 10 kam\
dn04  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 oOK&+r7  
    M -.008 10 A P HH 1   _1P8rc"Dx  
    M -.004 10 A P HH .5 1 *$-.  
    M -.0064 10 A P HH .8 0G/_"}@  
    M 0 1 A P YA 1   q=cH ^`<.  
    S GIHT h:'wtn@l(  
    END ca8.8uHY\  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     TzK[:o  
    SYNOPSYS   80 5}2XnM2  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果： u\|Ys  
        我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上，我们在全视场看到一个波长的误差。     B!z5P"C(~  
准备一个新的MACro 如下： {siIRl2&  
t~FOaSt  
    STO 9 e5fzV.'5  
    CHG n7K\\|X  
    NOP XRR`GBI  
    18 TH 2000 Iw) 'Yyg  
    19 YMT -m>ng E~q  
    20 5*7 \Yjk?  
    END ;yg9{"O  
    STEPS = 100 9`sIE_%+  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 `1"Xj ^ YM  
    GET 9     4';(\42  
运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP， 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20，因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近，则像差将受到控制 *>p#/'_E  
        我们想要避免 “芸豆”效应，如果瞳孔有很多球像，就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动，视场的一部分图像会消失。 [\e2 ID;  
在眼睛位置放大图像，然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是，镜头的设计是关于权衡的，不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。 eLAhfG  
接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变，因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片： '; Z!(r  
        我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能，该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了！ :u>9H{a  
该镜头处于AFOCAL模式，输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度，以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同，则系统没有畸变。 ^{Y9!R*9U*  
现在难点是，我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点，我们给镜头设置了10个波长，根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先，我们删除曲率求解，因此半径不会随光谱改变。 *^P$^lm?S  
2s:$4]K D  
    CHG 5A=FEg  
    NOP Qape DU;  
    END Acib<Mi2!-  
    MSW )s4a<Sc]  
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”。 I<ta2<h  
        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。 \4|o5,+(@  
        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。 S^4T#/  
        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  MUd 9R  
        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。 'VTLp.~G~  
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。 zwJVi9sO  
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。