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。
({rescQB 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。)
Ky7-6$ 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。
$I@. <J* 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
p'SY 2xq-, +Y~,1ai 5^ TIME
i#lO{ ] CORE 12
6mrfkYK OFF 1 99
53^1; DSEARCH 5 QUIET
b |Ed@C SYSTEM
,J-YfL^x6* ID EYEPIECE EXAMPLE
``?Z97rH OBD 1.0E9 45 1.27
() HIcu*i UNI MM
`H;O! ty&d WAVL CDF
Cvs4dd%)i WAP 1
9T;l* END
yw?UA M\9p-%"L GOALS
A^7Y% ELEMENTS 9
b|h`v TOTL 200 .01
bDcWPwe BACK 0 0
FJ&?My,=J FNUM 7.0 10
ErMA$UkJ ASTART 5
!Ys.KDL THSTART 5
W^nG\"T^ RSTART 100
Y1FP |
RT 0.25
8J7<7Sx NPASS 80
m>?{flO ANNEAL 100 10 Q 100
c/}bx52>u SNAP 10
qxwD4L`S TOPD
b!|c:mE9| STOP FIRST
8-R; & STOP FREE
HQ8;d9cGir QUICK 50 100
xqzdXL} FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
mm<rdo(` FWT 3 1 1 1 1 1
;,]Wtmu)7 END
PT`gAUCw RIl+QA SPECIAL AANT
hI1}^; ACA 50 1 1
of:xj$dQ_ ADT 10 .1 10
('p~h-9Vi M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
SfwAMNCe M -.008 10 A P HH 1
cz9T, M -.004 10 A P HH .5
M>g\Y M -.0064 10 A P HH .8
NvfQa6?; M 0 1 A P YA 1
P\H$*6v( S GIHT
)Wm:Ilq END
O%kX=6 GO
j kIgEF2d* TIME
.),m7"u| D@>^_cTO24 这是从DSEARCH 返回的图纸。
.qBf`T; 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。
Nu'T0LPNq( 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。
FCEFg)c5=
EWg\\90 PANT
(a i&v VY 0 YP1
M1T)e9k=x VLIST RD ALL
Hh8)d/D VLIST TH ALL
r6`v-TY(/ VLIST GLM ALL
uN1O(s END
V}kZowWD AANT P
.qCD(XZ+ AEC
%9A6c(L ACC
!7lS=D(? M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
zj^Ys`nl GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
E(oI0*S.5 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
X)|b_ 3Z GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
}Z_w8+BZ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
F\Gi;6a GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
PSQ5/l?\> GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
j9YI6X" GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
*s9
+ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
w#5^A(NR GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
M38QA GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
x\Bl^1& GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
d[5?P?h') GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
^{GnEqml& M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
8rXu^ ACA 50 1 1
@<tkwu ADT 10 .1 10
Nj_h+=UE! M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
z17x%jXy M -.008 10 A P HH 1
?j{LE-( M -.004 10 A P HH .5
dhW)< M -.0064 10 A P HH .8
.R` {.~_{! M 0 1 A P YA 1
"Fu*F/KW S GIHT
gD0 FRKn END
DDT)l+: XP SNAP 10/DAMP 1.00000
Q0I22? SYNOPSYS 80
'@h5j6:2 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:
EC2KK)=n} 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。
2Ke?* 准备一个新的MACro 如下:
^|?/
y= 8M;VX3X STO 9
`Li3=!V[ CHG
)Ab!R:4 NOP
|~Hlv^6H 18 TH 2000
+v3@WdLcD 19 YMT
iXt >!f* 20
xZ }1dq8 END
cWSiJr):r STEPS = 100
4
e1=b, PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
WhsTKy&E GET 9
Lf|5miO 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
iw <2|]>l 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。
EM+#h'%- 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。
"k(Ee 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:
/ov&h; 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!
j_VTa/ 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。
|T~C($9 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。
ixZ w;+h \e64Us>"x CHG
o/bmS57 NOP
sG`:mc~0 END
GtRc7, MSW
UGK4uK+I` 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”。
h\ema| 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-qbK0=X4 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。
)54;YK 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
u/3 4E= 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。
2?hc94 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。
JyY-@GF 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。