[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四：90度目镜 [复制链接]

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。 { NJ>[mKg  
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。） ELF`uWGE  
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。 I)6Sbt JV^  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） )<F\IM  
rb'GveW[  
    TIME O97bgj]  
    CORE 12 EiN)TB^]  
    OFF 1 99 +[/r^C  
    DSEARCH 5 QUIET rcmAVl:$>  
    SYSTEM nln6:^w  
    ID EYEPIECE EXAMPLE ';,Bn9rv  
    OBD 1.0E9 45 1.27 +~Ay h[V  
    UNI MM _vV&4>  
    WAVL CDF vCSB8R  
    WAP 1 -0da"AB  
    END y9li<u<PF  
     D!a5#+\C  
    GOALS KBR0p&MN  
    ELEMENTS 9 sC_UalOC_  
    TOTL 200 .01 <]^;/2.B  
    BACK 0 0 F^t?*   
    FNUM 7.0 10 q)ql]iH  
    ASTART 5 rDX'oP:  
    THSTART 5 5MY}(w  
    RSTART 100 G5#}Ed4  
    RT 0.25 Y;F R"~^  
    NPASS 80 RIEv*2_O  
    ANNEAL 100 10 Q 100 .l=*R7~EU  
    SNAP 10 u?;Vxh3@|  
    TOPD 7E3SvC|M  
    STOP FIRST         ]Y&)98  
    STOP FREE ,i?!3oLT  
    QUICK 50 100 Y\e]2  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     SWjQ.aM  
    FWT 3 1 1 1 1 1 :LiDJF  
    END 4ylDD|) rO  
     C<t'f(4s`u  
    SPECIAL AANT 8J3@VD.  
    ACA 50 1 1 R:OU>HsdX  
    ADT 10 .1 10 $l,Zd6<1q  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     Ogke*qM  
    M -.008 10 A P HH 1         .k,Jt+  
    M -.004 10 A P HH .5     L\m!8o4  
    M -.0064 10 A P HH .8 TDFO9%2c  
    M 0 1 A P YA 1         Bd9hf`%2  
    S GIHT fj-pNl6Gf  
    END ).}k6v[4)  
    GO |1+(Ny.%k  
    TIME s"',370  
+'['HQ)  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 +#qt^NO  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 "bR'Bt  
        该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里，您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 5Z6-R}uXk  
     3P#+) F~  
    PANT 0L0Jc,(F+  
    VY 0 YP1 dxn0HXU  
    VLIST RD ALL =Etwa  
    VLIST TH ALL 0^}'+t,lc  
    VLIST GLM ALL Ue3B+k9w  
    END Vv]$\`d
#  
    AANT P |Sr\jUIWn  
    AEC te;Ox!B&  
    ACC 2#b<d?"  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM PPCTc|G  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 Y$x"4=~  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 4", )zDk  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 j!S1Y0CV  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 umm\r&]A  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 X"k^89y$  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 ByhOK}u;P4  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 ]D{c4)\7C|  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 4\1wyN /}M  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 R5K-KSvW  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 *9dV/TT~f[  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 NqT1b
uU#  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 MOP]\ypn  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL m)@Q_{=6M  
    ACA 50 1 1 @1<omsl  
    ADT 10 .1 10 dv^e9b|  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 6; 5)/q  
    M -.008 10 A P HH 1   ,b6kTQq  
    M -.004 10 A P HH .5 [_ M6/  
    M -.0064 10 A P HH .8 gHi~nEH  
    M 0 1 A P YA 1   'f-
  
    S GIHT &;ZC<?wS  
    END GB<R7J  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     ka2F!  
    SYNOPSYS   80 y _'eyR@)  
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： 3VcT7y*{P  
        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。     S)"##-~`T  
准备一个新的MACro 如下： s?^,iQ+tp  
1Q&cVxA"\  
    STO 9 0NQ7#A  
    CHG @A [)hk&(R  
    NOP uX[O,l^}  
    18 TH 2000 #0P!xZ'|{  
    19 YMT n> MD\ZS  
    20 6sYV7w,'@  
    END W[R]^2QAG  
    STEPS = 100 cP*c(k~N  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 nU}~I)@V  
    GET 9     %<aImR]  
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 AA))KBXq  
        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。 W *YW6  
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。 5R,la\!bQ  
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： f\h%; X  
        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！ 4@
DVc7\x$  
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。 R(: 4s  
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。 D3%l4.h  
WYSck&9  
    CHG J#6LSD@(O  
    NOP 0fn
ZR$PB  
    END 7^B3lC)  
    MSW Sdgb#?MR|  
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”。 HG3.~ 6X  
        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。 Ab*]dn`z  
        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。 X!T|07#c  
        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 so}l#  
        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。 n<{
aPLQ  
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。 myD{sE2A  
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。