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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 all*P #[X  
    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。) Ja [#[BJ?  
    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。 U>A6eWhH  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) u+z~  
    jw4TLc7p  
        TIME hr~.Lj5^W  
        CORE 12 J6auUm` `  
        OFF 1 99 #(dhBEXPW;  
        DSEARCH 5 QUIET ^c'f<<z|7r  
        SYSTEM 26PD[af64O  
        ID EYEPIECE EXAMPLE }`]]b+_b>@  
        OBD 1.0E9 45 1.27 (hsZ  
        UNI MM "dq>) JF\  
        WAVL CDF ^ZVO ql&  
        WAP 1 (&c,twa~  
        END 3#mE( `|P  
         C P&o%Uc*  
        GOALS LG6I_[  
        ELEMENTS 9 -TZ^~s  
        TOTL 200 .01 y@ .b 4  
        BACK 0 0 r?$ &Z^  
        FNUM 7.0 10 0_HJ.g!  
        ASTART 5 JMePI%#8  
        THSTART 5 U' M|=I'  
        RSTART 100 2@ *<9-9  
        RT 0.25 5L3{w+V  
        NPASS 80 Xi+n`T'i  
        ANNEAL 100 10 Q 100 DaCblX  
        SNAP 10 ^'Y HJEK  
        TOPD SwJHgZ&  
        STOP FIRST         6 >uQt:e  
        STOP FREE rXDJ:NP  
        QUICK 50 100 niAZ$w  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     mtX31 M4  
        FWT 3 1 1 1 1 1 WG\Q5k4Ba  
        END vX 1W@s  
         ^XNw$@&',  
        SPECIAL AANT Z9f/-|r5  
        ACA 50 1 1 Y{j7Q4{  
        ADT 10 .1 10 e# <4/FR  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     g/B\ObY  
        M -.008 10 A P HH 1         Rdj8 *f  
        M -.004 10 A P HH .5     `GS cRhbh  
        M -.0064 10 A P HH .8 '}CN?f|.  
        M 0 1 A P YA 1         UQnBqkE  
        S GIHT PY\W  
        END j@CKO cn2  
        GO n{$}#NdV  
        TIME BjB&[5?z  
    0}D-KvjyP  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 7?,7TR2Ny  
        
        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。 <OIUyZS  
        
        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。 Eo Ko   
         Fr2kbQTg;  
        PANT [\a:4vDAbi  
        VY 0 YP1 HM 90Sb  
        VLIST RD ALL  }Zt.*%  
        VLIST TH ALL jQ)L pjS1  
        VLIST GLM ALL )# p.`J  
        END 9p4%8WhJ  
        AANT P OelU D/[$  
        AEC r(]98a]o~  
        ACC m|lM.]2_  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM {wHvE4F2  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 C_-%*]*,j  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 ,!r@9T  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 {hM"TO7\  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 L,WkJe3  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 %uj[`  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 9@Q&B+!  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 X:U=MWc>  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 "~_$T@^k>  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 3Fgz)*Gu]  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 }'PG!+=I  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 }iMXXXBOT  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000  k~{Fnkt  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL O/(3 87=U  
        ACA 50 1 1 e~3]/BL  
        ADT 10 .1 10 40R"^*  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 s:3aRQ%  
        M -.008 10 A P HH 1   Qg[heND  
        M -.004 10 A P HH .5 }M^_Z#|,  
        M -.0064 10 A P HH .8 1E8$% 6VV  
        M 0 1 A P YA 1   d3og?{i<}&  
        S GIHT - Sx0qi'%  
        END _a fciyso  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     Ndo}Tk!  
        SYNOPSYS   80 z/)$D  
    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: gAj0ukX5  
        
        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。     q)NXyy4BT  
    准备一个新的MACro 如下: ,tau9>!  
    j,\tejl1  
        STO 9 Wa(W&]  
        CHG bAN10U  
        NOP d8 rBu jT  
        18 TH 2000 vz- 9<w;>a  
        19 YMT ={\![{L  
        20 EK^JLvyT  
        END 1X[ 73  
        STEPS = 100 3T"2S[gT  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 uijq@yo8-  
        GET 9     JvKO $^  
    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 e jP,29  
        
        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。 d:A\<F  
    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。 Yd[U  
    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: pi|\0lH6W  
        
        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! _c[|@D  
    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。 p 7 , f6kG  
    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。 )gr}<}X)B  
    km9Gwg/zT  
        CHG 2=jd;2~  
        NOP @mvIt  
        END T@B"BoKU  
        MSW ,NjX&A@  
    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”。 th5 X?so  
        
        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。 JtSuD>H`"  
        
        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。 @m5O{[euj<  
        
        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 DxE(9j  
        
        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。 -b@v0%Q2M*  
    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。 X'YfjbGo  
    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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