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$3h 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
[^W
+^3V H%>^_:h TIME
O`5h jq# CORE 12
eV~"T2!Sb OFF 1 99
yy+:x/(N[ DSEARCH 5 QUIET
Km,%p@`m SYSTEM
5WvsS(
9H ID EYEPIECE EXAMPLE
zI\+]U' OBD 1.0E9 45 1.27
[] el4.J, UNI MM
mZG n:f}= WAVL CDF
)x~/qHt WAP 1
`X)A$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
Xdo\DQn GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
M nZljB 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$t{AQ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
Wh) GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
^_g%c&H GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
I.G[|[. Do GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
]1XtV< GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
@/|g|4 M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
}A,!|m4 ACA 50 1 1
&VA^LS@b ADT 10 .1 10
hc[J,yG M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
Maq`Or|4 M -.008 10 A P HH 1
*4NY"EwjN M -.004 10 A P HH .5
0ju-l=w M -.0064 10 A P HH .8
n6.Z{Q'b M 0 1 A P YA 1
jf`w8*R S GIHT
@TD=or .& END
(H&HSs SNAP 10/DAMP 1.00000
TfT^.p* SYNOPSYS 80
/RMtCa~ 让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些
优化和模拟退火后得到的结果:
TukhGgmF 我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个
波长的误差。
M2p|&Z% 准备一个新的MACro 如下:
[ 5!}+8]W ygj%VG STO 9
c0o Z7)*} CHG
_h5d~ NOP
i&^JG/a 18 TH 2000
wdfbl_`T 19 YMT
FeMgn`q 20
T#i;=NP" END
LH)1IGAx2y STEPS = 100
m$^5{qpg PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
JbL3/h] GET 9
sR>>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!
Hv/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。