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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 "'C5B>qO  
    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。) |{JI=$  
    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。 Y<V$3h  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) [^W +^3V  
    H%>^_:h  
        TIME O`5hj q#  
        CORE 12 eV~"T2!Sb  
        OFF 1 99 yy+:x/(N[  
        DSEARCH 5 QUIET Km,%p@`m  
        SYSTEM 5WvsS( 9H  
        ID EYEPIECE EXAMPLE zI\+]U'  
        OBD 1.0E9 45 1.27 [] el4.J,  
        UNI MM mZG n:f}=  
        WAVL CDF )x~ /qHt  
        WAP 1 `X)A$lLr  
        END 2x<!>B  
         J~n|5* cz  
        GOALS hxMV?\MYj  
        ELEMENTS 9 9kB R/{  
        TOTL 200 .01 TV#>x!5!d  
        BACK 0 0 3 NFo=Z8  
        FNUM 7.0 10 U#&+n-npO  
        ASTART 5 _90<*{bt.  
        THSTART 5 %'X~9Pvi  
        RSTART 100 B]vR=F}*  
        RT 0.25 #d06wYz=  
        NPASS 80 1wm`a  
        ANNEAL 100 10 Q 100 0X4)=sJP  
        SNAP 10 Y`#6MhFT7  
        TOPD {3.n!7+  
        STOP FIRST         Eg8b|!-')8  
        STOP FREE | KY-kRN7  
        QUICK 50 100 R>]7l!3^1  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     KMK8jJ  
        FWT 3 1 1 1 1 1 .6C6ZUB;  
        END T "hjL  
         ~$C}?y^ a  
        SPECIAL AANT `HO] kJpX  
        ACA 50 1 1 Fq_>}k@fI  
        ADT 10 .1 10 [$pb  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     Zw _aeJ  
        M -.008 10 A P HH 1         00{a }@n  
        M -.004 10 A P HH .5     Pouo# 5  
        M -.0064 10 A P HH .8 9X,iQ  
        M 0 1 A P YA 1         h"/'H)G7_&  
        S GIHT ^*.+4iHx  
        END tTF<DD}8  
        GO !tcz_%  
        TIME 3l,-n|x  
    ^#Mp@HK  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 u{h67N  
        
        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。 R\XS5HOE(  
        
        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。 sp MYn&p  
         oK 7:e~  
        PANT TLp2a<Iy  
        VY 0 YP1 wy .96   
        VLIST RD ALL Vo+.s#wN`h  
        VLIST TH ALL ?qi~8.<w  
        VLIST GLM ALL ?{jey_]M  
        END dJ/gc"7aO  
        AANT P NL>Trv5  
        AEC 4c95G^dZ  
        ACC x0jaTlU/  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM X d o\DQn  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 MnZljB  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 "(vK.-T  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 SDV#p];u  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 ]uMZvAjb  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 k52IvB@2  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 ,msP(*qoI  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 ?o$ t{AQ  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 W h)  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 ^_g%c&H  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 I.G[|[. Do  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 ]1XtV<  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 @/ |g|4  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL }A,!|m4  
        ACA 50 1 1 &VA^LS@b  
        ADT 10 .1 10 hc[J,yG  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 Maq`Or|4  
        M -.008 10 A P HH 1   *4NY"EwjN  
        M -.004 10 A P HH .5 0ju-l= w  
        M -.0064 10 A P HH .8 n6.Z{Q'b  
        M 0 1 A P YA 1   jf`w8*R  
        S GIHT @TD=or .&  
        END ( H&HSs  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     TfT^.p*  
        SYNOPSYS   80 /RMtCa~  
    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: TukhGgmF  
        
        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。     M2p|&Z%  
    准备一个新的MACro 如下: [5!}+8]W  
    ygj%VG  
        STO 9 c0o Z7)*}  
        CHG _ h5d~  
        NOP i&^JG/a  
        18 TH 2000 wdfbl_`T  
        19 YMT FeMgn`q  
        20 T#i;=NP"  
        END LH)1IGAx2y  
        STEPS = 100 m$^5{qpg  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 JbL3/h]  
        GET 9     s R>>l3H  
    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 =X^a  
        
        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。 F-rhxJd  
    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。 u"(NN9s  
    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: :Ae#+([V  
        
        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! H v/5)  
    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。 kP+,x H)1  
    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。 ^67}&O^1 ,  
    9  @ <  
        CHG @vyEN.K%mm  
        NOP NJgu`@YoI  
        END Uq_lT,  
        MSW u&uFXOc'  
    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”。 ;$zvm`|:  
        
        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。 L(K 5f7\  
        
        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)ZqZ'k$  
        
        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 M1Ff ,]w  
        
        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。 PN?;\k)"  
    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。 k(^TXUK\o  
    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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