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。
N 9c8c 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。)
oG+K '(BB 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。
Tld1P69( 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
ub[""M? rn5"o8| TIME
NQDLI 1o CORE 12
$7msL#E7 OFF 1 99
9BqQ^`bu DSEARCH 5 QUIET
I/^q+l.=`{ SYSTEM
=Dh$yC-Zr ID EYEPIECE EXAMPLE
ls [Ls OBD 1.0E9 45 1.27
"L9C UNI MM
KYnW7|* WAVL CDF
QpdujtH` WAP 1
eFt\D\XOW END
@*CAn(@#N &sI,8X2a2 GOALS
8FxcI!A@ ELEMENTS 9
Ix*BI9E TOTL 200 .01
/d{glOk BACK 0 0
cYZwWMzp FNUM 7.0 10
H @_eFlT t ASTART 5
xP8iz?6"V THSTART 5
:hC
{5!| RSTART 100
[ED!J~lg8 RT 0.25
[>b
'}4 NPASS 80
u&1j>`~qJ ANNEAL 100 10 Q 100
mgJShn8] SNAP 10
Am>_4 TOPD
di-O*ug STOP FIRST
K)yCrEZ STOP FREE
E9yFREvQc QUICK 50 100
E\{^0vNc FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
[ea6dv4p FWT 3 1 1 1 1 1
Fv?R\`52u END
M[:O( YH/S2 D SPECIAL AANT
X@6zI-Y% ACA 50 1 1
:N^@a- ADT 10 .1 10
-D!#W%y8 M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
3v9gb,)y\ M -.008 10 A P HH 1
^/`#9]<% M -.004 10 A P HH .5
p{mxk)A M -.0064 10 A P HH .8
^ 4u3Q M 0 1 A P YA 1
@D.R0uM S GIHT
tx:rj6-z END
/3)YWFZZc GO
OoAr% TIME
Nw9-pQ 7,V!Iv^X 这是从DSEARCH 返回的图纸。
&[?u1qQ%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。
"C$!mdr7 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。
QOkE\ro -4*'WzWr PANT
,cGwtt( VY 0 YP1
iF#}t(CrH VLIST RD ALL
gFWEodx,9 VLIST TH ALL
9B!im\]O VLIST GLM ALL
)8 "EI-/. END
()@.;R.Z AANT P
!wLH&X$XT AEC
;
McIxvj ACC
@e.OU(Bf M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
2FZ0c/[& GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
z:ru68 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
j61BP8E GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
f>\bUmk( GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
/ K_e;(Y_ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
v @$evmA GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
P`Hd*xh".j GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
Z30z<d,j GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
l6&v}M GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
?l\gh1{C GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
WTV3p,;6a GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
4! Oa4 GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
e6{[o@aM{ M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
c:h.J4mv ACA 50 1 1
6mI_Q2 ADT 10 .1 10
(PsSE:r}+ M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
eB<V%,%N# M -.008 10 A P HH 1
SCfkv|hO M -.004 10 A P HH .5
F9u:8;\@` M -.0064 10 A P HH .8
Uf7F8JZmM M 0 1 A P YA 1
hSx+{4PZ S GIHT
9z|>roNe END
i">z8?qF SNAP 10/DAMP 1.00000
? !oVf> SYNOPSYS 80
-~<q,p"e 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:
&m%Pr 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。
7kX7\[zN 准备一个新的MACro 如下:
8aZey_Hw;+ Y6;0khp STO 9
aCUV[CPw CHG
aV?}+Y{# NOP
G>q{~HE1 18 TH 2000
O)U$Ef 19 YMT
~P]HG;$?n 20
w}U5dM` END
(v'lb!j^# STEPS = 100
H%01&u PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
PO%yWns30o GET 9
4ye`;hXy 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
0>~6Z 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。
vYMbson} 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。
qh)!| B 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:
^+-L;XkeY 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!
S,"ChR 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。
O&?CoA? 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。
llZ"uTK\M 3f:1D=f CHG
.~A"Wyu\ NOP
>+;
b> END
c> U{,z MSW
F'5d\ v 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”。
vY0V{u?J 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。
Xg!|F[i 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。
hyvV%z Z 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
uu@'02G8 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。
{ ck 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。
J%Z)# 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。