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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 {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 BzpP7ZWV  
        UNI MM SQE[m9v  
        WAVL CDF ;52'}%5  
        WAP 1 +c206.  
        END Snf"z8sw  
         i(2y:U3[@  
        GOALS W VkR56  
        ELEMENTS 9 K&A;Z>l,v5  
        TOTL 200 .01 Y9r3XhVI  
        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 i 6no;}j  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     sLcY,AH  
        FWT 3 1 1 1 1 1 ro| vh\y  
        END MW Wu@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 oKKz4  
        AANT P ku.A|+Tn  
        AEC y$oW!  
        ACC K; kM_%9u  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM Gbb \h  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 VWvoQf^+  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 ^Vo"fI`=C  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 yFeeG3 n3  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 d /j@_3'  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 E 5kF^P  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 n9}RW;N+u  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 h`?k.{})M  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 E <@\>y.[  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 r,'O ).7  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 , {<Fz%  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 Di.;<v#FL  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 qZ\ L  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL yq*JdTF  
        ACA 50 1 1 5#uO'<2$  
        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[Piv  
        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。     5b fb!7-[i  
    准备一个新的MACro 如下: nEVbfNo0  
    84Zgo=P}  
        STO 9 M:|/ijp N  
        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。 Wxk; 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。
     
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