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
^ZVOql& 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?$&Z^ FNUM 7.0 10
0_HJ.g! ASTART 5
JMePI%#8 THSTART 5
U'M|=I' RSTART 100
2@*<9-9 RT 0.25
5L3{w+V NPASS 80
Xi+n`T'i ANNEAL 100 10 Q 100
Da CblX SNAP 10
^'YHJEK TOPD
SwJHgZ& STOP FIRST
6>uQt:e STOP FREE
rXDJ:NP QUICK 50 100
niAZ$w FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
mtX31M4 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。
EoKo
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
bAN 10U NOP
d8rBu 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
ejP,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。