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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 __O@w.  
    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。) dn!#c=  
    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。 D;*P'%_Z  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) jbZ%Y0km%  
    |L%}@e Vw_  
        TIME ?%K7IJ%  
        CORE 12 qy|[V   
        OFF 1 99 \W:~;GMeD  
        DSEARCH 5 QUIET U|Z Yoc+](  
        SYSTEM H!PMb{e  
        ID EYEPIECE EXAMPLE Vz[tgb]-  
        OBD 1.0E9 45 1.27 ^/b3_aM5d  
        UNI MM |soDt <y+L  
        WAVL CDF Jga;nrU  
        WAP 1 8=\}#F  
        END j%%& G$Tfu  
         p(vmMWR!  
        GOALS QmxI ;l  
        ELEMENTS 9 $z[FL=h)?+  
        TOTL 200 .01 JiH^N!  
        BACK 0 0 p`N+9t&I4  
        FNUM 7.0 10 0[E}[{t`  
        ASTART 5 &pCa{p  
        THSTART 5 zp.-=)D4e  
        RSTART 100 /h6K"w=='!  
        RT 0.25 x6N)T4J(  
        NPASS 80 A~0eJaq+  
        ANNEAL 100 10 Q 100 Pnl+.?  
        SNAP 10 .! 'SG6 q  
        TOPD EnW}>XN  
        STOP FIRST         :yFUlO:  
        STOP FREE |f67aN  
        QUICK 50 100 |k,M$@5s  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     8=kIN-l_  
        FWT 3 1 1 1 1 1 9:9gam  
        END J> Z.2  
         h$`zuz  
        SPECIAL AANT XSOSy2:  
        ACA 50 1 1 :[\M|iAo  
        ADT 10 .1 10 Bl$Hg,in-  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     .s-V:k5  
        M -.008 10 A P HH 1         r&rip^40  
        M -.004 10 A P HH .5     Rq@M~;p  
        M -.0064 10 A P HH .8 ~S\y)l\wZ  
        M 0 1 A P YA 1         .30eO_msK  
        S GIHT w#qE#g %1  
        END "Sb<"$ :  
        GO -F7P$/9  
        TIME lD9QS ;  
    to,\sc  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 0#y i5U  
        
        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。 (pv6V2i  
        
        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。 BS*Y3$  
         +Hd'*'c  
        PANT Ah :d2*SR4  
        VY 0 YP1 X:2)C-l?  
        VLIST RD ALL Yx[B*] 2  
        VLIST TH ALL 5do49H_  
        VLIST GLM ALL ZVIlVuZ}  
        END pOq9J7BS  
        AANT P 4ux^K:z  
        AEC _ ci8!PP  
        ACC 2H,n"-9+  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM |\BxKwS^  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 vX;~m7+  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 bDtb"V8e  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 Wj I NY  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 B>r>z5  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 T|^KG<uPV!  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 X+KQ%Efo  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 q=x1:^rVH  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 2A&Y})D  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 PN"SBsc*j-  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 p>h&SD?b  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 4Ai#$SHLm  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 ;&9wG`  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL @:w[(K[^b/  
        ACA 50 1 1 ~O8Xj6  
        ADT 10 .1 10 0#: St  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 3[Z7bhpV  
        M -.008 10 A P HH 1   L %20tm  
        M -.004 10 A P HH .5 Y^2]*e%  
        M -.0064 10 A P HH .8 8i~n;AhDs  
        M 0 1 A P YA 1   Y]neTX [ef  
        S GIHT 7El:$H  
        END q?$<{Z"  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     _>u0vGF-  
        SYNOPSYS   80 \1nj=ca?  
    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: @+&QNI06S  
        
        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。     M32Z3<  
    准备一个新的MACro 如下: k)TNmpL%"  
    1kczlTF  
        STO 9 }J+ \o~  
        CHG 4l?"zv1  
        NOP QHPC?a6CD  
        18 TH 2000 f9a_:]F  
        19 YMT BvqypLI  
        20 Evt&N)l!^  
        END wvz_)b N~A  
        STEPS = 100 @QbTO'UzK`  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 Om5+j:YM  
        GET 9     Al^h^ 9tJ  
    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 !b{7gUjyI  
        
        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。 ICm/9Onh&  
    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。 EZ)$lw/!J  
    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: ;oivG)hJl  
        
        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! :d} @Z}2sD  
    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。 #G\;)pT  
    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。 Uu(FFd~3  
    zrE Dld9  
        CHG "PfNC<MQo  
        NOP rssn'h  
        END WmTg`[  
        MSW l g43  
    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”。 L9^h .Y7  
        
        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。 ;Y%.m3  
        
        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。 Q|Go7MQZ@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 {Ax{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。 $[M5V v  
    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。 57rH`UFXH  
    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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