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。
{dPgf 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。)
^IgY d*5 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。
kqvow3u 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
R.j1?\ J
NC TIME
:f'&z47 CORE 12
&"uV~AM OFF 1 99
1u]P4Gf= DSEARCH 5 QUIET
K#K\-TR|$ SYSTEM
4ZT A> ID EYEPIECE EXAMPLE
<Wl(9$ OBD 1.0E9 45 1.27
BzpP7 ZWV UNI MM
SQE[m9v WAVL CDF
;52'}%5 WAP 1
+c206. END
Snf"z8sw i(2y:U3[@ GOALS
WV kR56 ELEMENTS 9
K&A;Z>l,v5 TOTL 200 .01
Y9 r3XhVI BACK 0 0
$2z
_{@Z FNUM 7.0 10
~3WL)% ASTART 5
5 HV)[us THSTART 5
Jd
3@cLCe- RSTART 100
U[_8WJ7+ RT 0.25
$%c{06Oq( NPASS 80
ul5|.C ANNEAL 100 10 Q 100
m.%`4L^`T SNAP 10
Uhh
l3%p TOPD
,[48Mspp STOP FIRST
#Gv{UU$] STOP FREE
(N~$x QUICK 50 100
i6no;}j FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
sLcY,AH FWT 3 1 1 1 1 1
ro| vh\y END
MWWu@SY y@vj;3: SPECIAL AANT
~waNPjPRG ACA 50 1 1
#]KgUc5B ADT 10 .1 10
<"&'>?8j M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
es.CLkuD7Y M -.008 10 A P HH 1
'Am- vhpm M -.004 10 A P HH .5
utO.WfWP M -.0064 10 A P HH .8
(L69{n M 0 1 A P YA 1
(fk5' S GIHT
>w'$1tc?+F END
X,fu! GO
@YL}km&Fw TIME
KS>$`ax, ahIE;Y\j' 这是从DSEARCH 返回的图纸。
QocQowz 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=>ve 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。
H/cTJ9zz z?.(3oLT PANT
k
khE}qSD VY 0 YP1
;[5r7
jHU VLIST RD ALL
-@bp4Z= VLIST TH ALL
RtF8A5ys VLIST GLM ALL
z: G}>fk5 END
oK Kz 4 AANT P
ku.A|+Tn AEC
y$oW! ACC
K;kM_%9u M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
Gbb\h GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
VWvoQf^+ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
^Vo"fI`=C GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
yFeeG3n3 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
d/j@_3' GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
E 5kF^P GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
n9}RW;N+u GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
h`?k.{})M GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
E <@\>y.[ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
r,'O).7 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
,{<Fz% GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
Di.;<v#FL GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
q Z\L M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
yq*JdTF ACA 50 1 1
5#uO'<2$ ADT 10 .1 10
T\3 [F%? M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
k=uZ=tUft* M -.008 10 A P HH 1
ZgF/;8!~V- M -.004 10 A P HH .5
BlaJl[P iv M -.0064 10 A P HH .8
k^*$^;z M 0 1 A P YA 1
YBylyVZ S GIHT
{%7<" END
l{EU_|q SNAP 10/DAMP 1.00000
VD;j[~/Z SYNOPSYS 80
~gt3Omh 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:
nLd~2qBuv 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。
5bfb!7-[i 准备一个新的MACro 如下:
nEVbfNo0 84Zgo=P} STO 9
M:|/ijpN CHG
)F
E8D NOP
l\aUresm 18 TH 2000
"_)|8|gN 19 YMT
oc;VIK)g]c 20
[Yvsa,2 END
UPO^V:.R4 STEPS = 100
_80ns&q PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
+S0u=u65 GET 9
[d:@1yc 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
b7v dk 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。
]wf|PU~nr 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。
5mIXyg 0: 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:
Oxj(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!
7vNtv9 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。
?Ccw4]YO,= 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。
T9y768% ; +9(; CHG
=LqL@5Xr NOP
Xq%*#)M; END
Q
3X
MSW
^Fvr
f`A' 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”。
$kv[iI@ 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。
/&QQ p3 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。
]umZJZ#Y 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
bQV("~# 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。
Wx k;g 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。
x
Ty7lfSe 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。