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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 )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/j p  
        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;H0uPO  
        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 <$Yd0hxjU  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 3 {sVVq5Y  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 >e5 qv(y]  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 -;WGS o  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 Y\g3h M  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 ee76L&:  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 w@w(-F!%l  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 'c$+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 $*=<Yw4  
        END fVpMx4&F   
        STEPS = 100 k~1?VQ+?M  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 aO4?m+  
        GET 9     Qh\60f>0  
    运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制 6i3$CW  
        
        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 !1 b  
    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”。 FVJ GL  
        
        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。
     
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