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。
)lqAD+9Q 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。)
K;H&n1 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。
Zt{[*~ 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
WO>nIo5Y &Q#66ev TIME
,Ah;A[%?~ CORE 12
c]o'xd,T8\ OFF 1 99
29] G^f> DSEARCH 5 QUIET
/{n-Y/jp SYSTEM
vw/J8' ID EYEPIECE EXAMPLE
)'cMYC OBD 1.0E9 45 1.27
$Sip$\+* UNI MM
Z0", !6nS WAVL CDF
DA,?} WAP 1
8dIgjQX| END
-- 95Jz z,p~z*4 GOALS
G<J?"oQbRT ELEMENTS 9
`mJ6K&t$< TOTL 200 .01
H40p86@M BACK 0 0
By4<2u38u FNUM 7.0 10
I-(zaqp@ ASTART 5
v$wIm, j THSTART 5
o|<!"AD7 RSTART 100
MKi0jwJM RT 0.25
^k">A:E2 NPASS 80
3;A)W18] ANNEAL 100 10 Q 100
aeM+ d`f SNAP 10
P}^W)@+3k TOPD
/7F:T[ STOP FIRST
vXZOy%$o STOP FREE
0~/_|?]`7 QUICK 50 100
N S[l/0F& FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
QlU8uI[dk FWT 3 1 1 1 1 1
nmKp[-5 END
>0TxUc_va "]Xc`3SM SPECIAL AANT
;[OH(! ACA 50 1 1
I1M%J@ Cz ADT 10 .1 10
BW*rIn<?G M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
~=l;=7 T M -.008 10 A P HH 1
S_UIO.K M -.004 10 A P HH .5
v PG},m~- M -.0064 10 A P HH .8
Lk}J8 V^2 M 0 1 A P YA 1
Pu$Tk| S GIHT
+#@I~u _}D END
3;]H1
1 GO
#.)0xfGW)n TIME
k,+0u/I 'I6i,+D/q 这是从DSEARCH 返回的图纸。
R!gEwTk 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。
g*C7
' 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。
JU&c.p
/ )zdQ1&@ PANT
w%jII{@, VY 0 YP1
00~mOK;1 VLIST RD ALL
_F|Ek ;y% VLIST TH ALL
wjB:5~n50k VLIST GLM ALL
/"Uqa,{ END
[5Mr@f4I AANT P
o`z]|G1'' AEC
5K8^WK ACC
sWnLEw M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
x7<K<k;s GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
u <v7;dF|s GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
/!XVHkX[ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
Si;H0uP O GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
+Q"4Migbe@ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
H9Q&tl9 GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
<$Yd0hxjU GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
3{sVVq5Y GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
>e5qv(y] GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
-;WGS o GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
Y\g3hM GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
ee76L&: GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
w@w(-F!%l M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
'c$+sp ? ACA 50 1 1
Fd9[pU ADT 10 .1 10
?) d~cJ M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
5#E`=C% M -.008 10 A P HH 1
,/|T-Ka M -.004 10 A P HH .5
5M*:}* M -.0064 10 A P HH .8
hf&9uHN%7m M 0 1 A P YA 1
ml
}{|Yz S GIHT
z9Rp`z&`E END
J)p
l|I SNAP 10/DAMP 1.00000
l}K37f SYNOPSYS 80
d<P\&!R( 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:
kc`Tdn 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。
8&b,qQ~ 准备一个新的MACro 如下:
"87:?v[[1 ds[| STO 9
aWF655Fs* CHG
{kR#p %E] NOP
*VxgARIL 18 TH 2000
xdkZdx>N 19 YMT
FJ)$f?=Qd 20
$*=<Yw4 END
fVpMx4&F
STEPS = 100
k~1?VQ+?M PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
aO4?m+ GET 9
Qh\60f>0 运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制
6i3$C W 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。
svH !1b 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。
S;`A{Mow 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:
1#+S+g@# 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!
\LexR.Di 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。
dDLeSz$b 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。
WNrk}LFof
r3UUlR/Do CHG
/f;~X"! NOP
t;\Y{` END
sLxc(d'A MSW
ER.}CM6{[ 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”。
FVJGL 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。
JDT`C2-Q 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。
BLD gt~h# 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
r\^b(rNe 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。
6qnzBA7 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。
Z/+#pWBI! 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。