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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 rNHV  
    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。) *r3u=oWb  
    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。 j@s,5:;[  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) T\HP5&  
    =HvLuVc  
        TIME _bq2h%G=8  
        CORE 12 @*LESN>T@t  
        OFF 1 99 xZ"kJ'C4}  
        DSEARCH 5 QUIET Q ?W6  
        SYSTEM }oTac  
        ID EYEPIECE EXAMPLE ">RDa<H]  
        OBD 1.0E9 45 1.27 )@YrHS4  
        UNI MM D#9W [6  
        WAVL CDF 0g(hY:  
        WAP 1 4a~9?}V:  
        END QPa&kl  
         7" cgj#  
        GOALS <<![3&p#  
        ELEMENTS 9 <tTn$<b  
        TOTL 200 .01 mE]W#?   
        BACK 0 0 =M9Od7\J  
        FNUM 7.0 10 PFIL)D |G  
        ASTART 5 L``K. DF  
        THSTART 5 WaWx5Fx+  
        RSTART 100 5B( r[Ni b  
        RT 0.25 !$5U\"M  
        NPASS 80 BT+ws@|[  
        ANNEAL 100 10 Q 100 ,G,T&W  
        SNAP 10 M+^+u 1QQ0  
        TOPD i_&&7.  
        STOP FIRST         uEuK1f`  
        STOP FREE *%cI,}%   
        QUICK 50 100 r,b-c  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     jX{lo  
        FWT 3 1 1 1 1 1 nmN6RGx  
        END B|~\m ~  
         AuU:613]W8  
        SPECIAL AANT gGdZ}9  
        ACA 50 1 1 uoKC+8GA  
        ADT 10 .1 10 6i \b&  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     W"WvkW>-  
        M -.008 10 A P HH 1         @,sg^KB  
        M -.004 10 A P HH .5     femAVx}go  
        M -.0064 10 A P HH .8 g;bkV q  
        M 0 1 A P YA 1         X;p,Wq#D'  
        S GIHT =RUKN38  
        END i@_|18F]`  
        GO g!%csf  
        TIME Ph.$]yQCc]  
    PxK  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 GYv2 ^IB:  
        
        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。 U1rh[A>  
        
        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。 YrgwR  
         <  v_?}  
        PANT e$tKKcj0T  
        VY 0 YP1 P*(lc:  
        VLIST RD ALL M>_S%V4a  
        VLIST TH ALL  c:~o e  
        VLIST GLM ALL ScfW;  
        END -i @!{ ?  
        AANT P '&T4ryq3"  
        AEC ,)Z^b$H]  
        ACC E( *$wD  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM : ZU  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 c#`Z[  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 Z)7 {e"5d  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 !Nl"y'B|  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 0  x"3  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 6576RT  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 g[@]OsX   
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 9}2I'7]  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 Q9#$4  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 8X*6i-j5E  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 OBN]bvCJ  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 1/w['d4l!  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 Cg21-G .  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL >&U]j*'4  
        ACA 50 1 1 'n.eCd j  
        ADT 10 .1 10 -_pI:K[  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 l= !KZaH  
        M -.008 10 A P HH 1   w},k~5U^s  
        M -.004 10 A P HH .5 UwdcU^xt9  
        M -.0064 10 A P HH .8 uu=e~K  
        M 0 1 A P YA 1   +69sG9BA  
        S GIHT %t%+;(M9  
        END G*Z4~-E4*  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     {n%F^ky+7  
        SYNOPSYS   80 ]rHdG^0uss  
    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: jr@<-.  
        
        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。     ,1F3";`n[  
    准备一个新的MACro 如下: )BS./zD*[<  
    m[ txKj.=_  
        STO 9 +l&ZN\@0X  
        CHG o $p*C  
        NOP "o}3i!2Qr  
        18 TH 2000 PGu6hV{  
        19 YMT |'mgo  
        20  +<AX 0(  
        END  @;d(>_n  
        STEPS = 100 H-0A&oG  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 ;9 XM s)  
        GET 9     *wyaBV?*K  
    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 Al' sY^B  
        
        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。 G4MNcy  
    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。 0 Co_,"  
    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: ~n|*-rca  
        
        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! eA#J7=eC  
    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。 d^WVWk K  
    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。 ^B> 4:+^  
    d5+ (@HSR  
        CHG 86@"BNnTh  
        NOP m[Px|A5{  
        END +@AN+!(  
        MSW I6'U[)%  
    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”。 i@Q)`>4  
        
        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。 KS1Z&~4  
        
        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。 # TC x8]F  
        
        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 W9{6?,]  
        
        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。 )1Os+0az  
    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。 70a7}C\/o  
    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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