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}/' 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。)
+:ms`Sr> 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。
{*hvzS{1d 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
X\H P{$fY_ 8]vut{ TIME
[kN_b<Pc, CORE 12
FGP^rTP)e OFF 1 99
65O 8?I DSEARCH 5 QUIET
z\UXnRL SYSTEM
_6c/,a8;*J ID EYEPIECE EXAMPLE
'a JE+ OBD 1.0E9 45 1.27
n.'Ps+G( UNI MM
L"dN
$ A WAVL CDF
T{^mh(3/" WAP 1
B[7,Hy,R END
#prYZcHv:_ nIlTzrf6 GOALS
oxeu%wj_ ELEMENTS 9
,:J[|9 TOTL 200 .01
]R}(CaT1 BACK 0 0
}AB_i'C0 FNUM 7.0 10
DBaZ cO(U ASTART 5
uK(]@H7~!c THSTART 5
(n>Gi;u(R RSTART 100
`p* 43nV RT 0.25
wy:Gy9\ NPASS 80
fB7Jx6 ANNEAL 100 10 Q 100
#T>?g5I SNAP 10
g|3bM TOPD
*BM#fe STOP FIRST
`<v$+mG STOP FREE
g)$KN,gGuO QUICK 50 100
k\SqDmv FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
]v>[r?X#V FWT 3 1 1 1 1 1
U<sGj~"# END
JCBX?rM/ v%2Dz SPECIAL AANT
e&T-GL ACA 50 1 1
,\&r\!= ADT 10 .1 10
jLMy27Cn M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
03zt^< M -.008 10 A P HH 1
??.aLeF& M -.004 10 A P HH .5
|X XO0 M -.0064 10 A P HH .8
J|
wk})? M 0 1 A P YA 1
hPz=Ec<zW S GIHT
.IY@Q END
,66(*\xT GO
p&<n_b TIME
d(RMD Y7qQ`| 这是从DSEARCH 返回的图纸。
ND.(N'/O 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。
d&|5Rk
~ 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。
-
(((y)! $vO<v<I'Gb PANT
K$}K2w VY 0 YP1
/!t:MK; VLIST RD ALL
[ypE[ VLIST TH ALL
M,ybj5:6 VLIST GLM ALL
80g}<Lwc END
> vXJ9\ AANT P
LfW:G5@- AEC
9yTDuhJ6 ACC
|k]]dP|:' M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
:a2[d1 GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
w;Fy/XQ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
toD!RE GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
~}ifwm'7 a GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
PcZ<JJ16F$ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
{%k[Z9*tO GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
`~lG5| GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
tQT<1Q02i GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
4:O.x#p GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
kRwY# GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
%rlqq* GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
$'d,X@}8 GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
'?.']U,: $ M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
$39TP@?:Z) ACA 50 1 1
CXz9bhn<4 ADT 10 .1 10
Z<AZO ^ M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
]lyQ*gM M -.008 10 A P HH 1
!@P{s'<: M -.004 10 A P HH .5
>b0Bvx- M -.0064 10 A P HH .8
+.^pAz U}R M 0 1 A P YA 1
B+R|fQ S GIHT
RZq_}-P,.c END
M3!;u%~}s SNAP 10/DAMP 1.00000
p^w)@^f SYNOPSYS 80
izl-GitP 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:
0d:t=LKw) 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。
xqlnHf<G 准备一个新的MACro 如下:
nI(w7qhub ume70ap}m STO 9
T.;U~< CHG
"B"ql-K NOP
v5?)J91 18 TH 2000
Q
(gA:aQ 19 YMT
^jpQfD e6 20
,d.5K*?aI END
Ji=`XsV STEPS = 100
s{X+0_@Q PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
&jg>X+; GET 9
]0(ZlpT 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 5K"lPr 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。
&IDT[J 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。
{A
,w% 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:
&E!m(|6?+ 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!
5=9Eb 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。
5__B
M5| 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。
Y![i=/ `)w=@9B)" CHG
'< >Q20 NOP
)`W|J%w+ END
=)iAU/*N MSW
E"/k"1@ 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”。
3FO-9H 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。
Sc}Rs 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。
#-"C_~-MH 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
)N3/;U; 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。
>8vq`,e 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。
0oi.k; 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。