[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。 f/z]kfgw  
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。） OI0@lSAo<  
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。 w_"-rGV  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） ) iV^rLwL  
e34g=]"  
    TIME Udc
V<#  
    CORE 12 D'%M#S0  
    OFF 1 99 N,8.W"fV  
    DSEARCH 5 QUIET +t-_FbFh3D  
    SYSTEM "PS ) "t  
    ID EYEPIECE EXAMPLE A:4&XRYZY  
    OBD 1.0E9 45 1.27 N2|NYDQs  
    UNI MM DGTE#?'(  
    WAVL CDF CX2qtI8N?  
    WAP 1 toU<InN  
    END )x?)v#k  
     KbciRRf!k  
    GOALS Jw;G_dQ[  
    ELEMENTS 9 X%og}Cfi  
    TOTL 200 .01 cb|hIn\>7  
    BACK 0 0 vV=rBO0a?  
    FNUM 7.0 10 eu]qgtg~U  
    ASTART 5  jrS$!cEo  
    THSTART 5 [_ uT+q3  
    RSTART 100 z[vu-f9  
    RT 0.25 JbitRV@a  
    NPASS 80 ;jQ^8S  
    ANNEAL 100 10 Q 100 mBB"e
"o  
    SNAP 10 .qf~t/o  
    TOPD Hj1?c,mo4  
    STOP FIRST         MOytxl:R  
    STOP FREE I!(BwYd  
    QUICK 50 100 SY:ISzB}  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     {~#PM>f  
    FWT 3 1 1 1 1 1 a-nn[j  
    END p<mBC2!%  
     eA``fpr  
    SPECIAL AANT -2u)orWP  
    ACA 50 1 1 A42!%>PB  
    ADT 10 .1 10 $Fi1Bv)  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     A5\ Hq  
    M -.008 10 A P HH 1         *5XOYb?'v.  
    M -.004 10 A P HH .5     ?|_i"*]l  
    M -.0064 10 A P HH .8 R?#=^$7U  
    M 0 1 A P YA 1         j B1ZF#  
    S GIHT nWK7*  
    END ;bHS^  
    GO ,h/l-#KS  
    TIME e7-IqQA{3C  
[wJ\.9<Oa  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 %h,&ND  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 C1l'<  
        该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里，您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 c/j+aj0.v  
     .kkhW8:  
    PANT !&.-{ _$  
    VY 0 YP1 cf^i!X0  
    VLIST RD ALL 5eyB\>k,  
    VLIST TH ALL %\
}5u[V  
    VLIST GLM ALL M0?%r`  
    END %] :ZAmN  
    AANT P Ejf5M\o  
    AEC QctzIC#;k  
    ACC #W.vX=/*  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM 1_
;{1O+B  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 p&4n"hC  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 R>&8%%#  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 }L%2K"8?}  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 Z( "-7_  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 BG.s
HI{  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 =:6B`,~C  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 2 J3/Eu  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 yh|+Usa  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 (J%>{?"ij  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 IDpx_  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 Bu?Qyz2O  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 M)Z!W3  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 3` D['  
    ACA 50 1 1 1{a4zGE?[  
    ADT 10 .1 10 DWCf+4  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ^j10 f$B  
    M -.008 10 A P HH 1   jT F"  
    M -.004 10 A P HH .5 7[K3kUm[  
    M -.0064 10 A P HH .8 GZn=Hgv8  
    M 0 1 A P YA 1   <$a-.C5  
    S GIHT rce._w }  
    END OjG`s-91&  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     2|WM?V&  
    SYNOPSYS   80 ,q7FK z{  
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： "Y4glomR[  
        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。     f|F=)tJO  
准备一个新的MACro 如下： &#gh :5  
$"MVr5q6  
    STO 9 s aHY9{)  
    CHG 7xux%:BN  
    NOP cq3Z}Cp  
    18 TH 2000 UlNV%34"  
    19 YMT ro3%VA=V  
    20 BpX`49  
    END 0@y`iZ] 1S  
    STEPS = 100 ~_F;>N~  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 &@BAV
c z  
    GET 9     ]w$cqUhM  
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 c5 AaUza  
        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。 esQ`6i  
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。 b353+7"|  
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： ]l+<-  
        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！ 0w< ilJ  
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。 =VT\$ 5A  
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。 G)M! , Q  
U}k@%m,  
    CHG ~Eb:AC5  
    NOP j(K)CHH  
    END SyT{k\[  
    MSW 9vwm RVN  
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”。 EA9.?F  
        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。 EE`[J0 (  
        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。 ?E}gm>  
        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 W\5 -Yg(@  
        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。 _Ex<VF u  
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。 FKL@,>!<e  
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。