[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。 V_lGj  
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。） I:HV6_/^-G  
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。 r_q~'r35_  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） wR(ttwxK3  
j C9<hLt  
    TIME nSS}%&a:LX  
    CORE 12 DP0Z*8Ia  
    OFF 1 99 aoK4Du{  
    DSEARCH 5 QUIET soDfi-2o3  
    SYSTEM s<,"Hsh^CR  
    ID EYEPIECE EXAMPLE >pnz_MQ  
    OBD 1.0E9 45 1.27 gkLr]zv  
    UNI MM h~:H?pj3g  
    WAVL CDF g&P9UW>qS  
    WAP 1 TD%WJ9K\  
    END bje'Oolc  
     Nl=+.d6Qo  
    GOALS pRmEryR(U  
    ELEMENTS 9 [XxA.S)x3  
    TOTL 200 .01 ^&HI+M  
    BACK 0 0 9'l.TcVm`,  
    FNUM 7.0 10 . rRc  
    ASTART 5 (a,6a  
    THSTART 5 N*? WUn9]  
    RSTART 100 HaS[.&\S0  
    RT 0.25 ID&zY;f  
    NPASS 80 7;~2e  
    ANNEAL 100 10 Q 100 > d^r">!,  
    SNAP 10 '&+Z,  
    TOPD JLt{f=`%F  
    STOP FIRST         aQC7V!v  
    STOP FREE %N!h38N2  
    QUICK 50 100  POkXd^pI  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     /oBK&r[(  
    FWT 3 1 1 1 1 1 2
e)  
    END Y/#:)(&@  
     cS+?s=d  
    SPECIAL AANT Af$0 o=".  
    ACA 50 1 1 +h9`I/R  
    ADT 10 .1 10 f.sPE8#3=  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     /]P%b K6B  
    M -.008 10 A P HH 1         6CCZda@  
    M -.004 10 A P HH .5     !:&2+%  
    M -.0064 10 A P HH .8 zv>ZrFl*  
    M 0 1 A P YA 1         WReYF+Uen  
    S GIHT (gFQK[  
    END yZQ1] '^31  
    GO >I{4  
    TIME f45x%tha%  
i_'|:Uy*F  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 rAtai}Lx  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 `>$gy/N  
        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。 `Nc`xO?  
     :+kg4v&r  
    PANT <#:Ebofsn  
    VY 0 YP1 `1}HWLBX.  
    VLIST RD ALL iLc)"L-i  
    VLIST TH ALL a>#d=.  
    VLIST GLM ALL -<u- +CbuT  
    END "0p +SZ~D  
    AANT P Q5T(;u6  
    AEC Z:W')Nd(  
    ACC g9RzzE!  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM sqgD?:@J  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 9CgXc5  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 =P@M&Yy'  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 ayB=|*Q"  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000
dfYYyE  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 Ih9O
Rp7  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 .N'%hh  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 k 2 mkOb  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 qJe&jLZa  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 4+Li)A:4.  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 w-{#6/<kI5  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 9u-M! $  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 S}XB |  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL &VtWSq-)  
    ACA 50 1 1 )eIz{Mdp=  
    ADT 10 .1 10 8,Q.t7v  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 zM3H@;}m  
    M -.008 10 A P HH 1   >n@>h$]  
    M -.004 10 A P HH .5 V{/)RZ/  
    M -.0064 10 A P HH .8 M9ter&  
    M 0 1 A P YA 1   ?(|TP^  
    S GIHT o}j_eHl{  
    END KBUAdpU8  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     giA~+m~fN  
    SYNOPSYS   80 Cv?<}q  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果： g(z#h$@S  
        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。     Cz$Hk;3\6  
准备一个新的MACro 如下： 8_sU8q*s  
8xeun~e"vS  
    STO 9 ys~p(  
    CHG PG-cu$\??  
    NOP <*b]JY V@  
    18 TH 2000 9>}(]T  
    19 YMT q^T&A[hMPx  
    20 t6H2tP\AS  
    END 7oqn;6<[>,  
    STEPS = 100 
5Fl  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 +lXdRc`6  
    GET 9     s\3Z?zm8  
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 T{v<  
        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。 M25z<Y  
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。 uV*f  
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： Xoa<r9  
        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！ xYzcV%-Pm  
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。 D3ZT''  
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。 /hA}9+/  
TnZc.  
    CHG s/p>30Fg  
    NOP ?6.KS  
    END gen3"\Og{  
    MSW n<"a+TTU  
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”。 EcS-tE4%  
        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。 gC,0+Y~  
        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?zCI
ue3  
        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 
O}\"$n>  
        衍射限制了大部分视场的清晰度。我们必须判断目标值。这里显示的弥散斑与你眼睛能查看的清晰度相当。 -$!Pf$l@  
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。 %]= 'Uv^x  
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。