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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 倒序阅读 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} /'  
    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\UXn RL  
        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 DBaZcO(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 jLM y27Cn  
        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  
    Y7q Q` |  
    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 >b0 Bvx-  
        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 ^j pQfDe6  
        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。
     
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