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。
o_b3G 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。)
LauGT* z! 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。
C+M]"{Y+ 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
J2
)h":2 S:i#|T." TIME
4sORp^t'Q CORE 12
*aS+XnT/ OFF 1 99
-l_B;Sb:e DSEARCH 5 QUIET
6jBi?>[I SYSTEM
1,h:| ID EYEPIECE EXAMPLE
%,~\,+NP OBD 1.0E9 45 1.27
e-v| UNI MM
5y
g`TW WAVL CDF
RR:%"4M WAP 1
}6.@ END
m44a HBwId Fx.Ly]L GOALS
%x{kd8>u! ELEMENTS 9
i\^4EQ TOTL 200 .01
:2M&C+f[ BACK 0 0
K^@9\cl^ FNUM 7.0 10
})70S8k ASTART 5
YU8]W% THSTART 5
g"|>^90 RSTART 100
?_bFe![q RT 0.25
Z- a NPASS 80
zdU46|!u ANNEAL 100 10 Q 100
Z|x|8 !D SNAP 10
6|B9kh} TOPD
w< Xwz`O STOP FIRST
-@_v@]: STOP FREE
M!i|,S QUICK 50 100
(57!{[J FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
b FajK; FWT 3 1 1 1 1 1
"OwVCym? END
MIr+4L U'9z.2"}9 SPECIAL AANT
i@5Fne ACA 50 1 1
]OdZlZBsJ ADT 10 .1 10
&qdhxc4 M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
m }HaJ M -.008 10 A P HH 1
%>=6v}f,+ M -.004 10 A P HH .5
$57b.+2n M -.0064 10 A P HH .8
hchG\i M 0 1 A P YA 1
t>?tWSNf S GIHT
MaHP):~ END
7p Y :.iVO GO
^s7!F.OC TIME
h
':ZF Mhti 这是从DSEARCH 返回的图纸。
3Y2~HuM 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
}kr?+)wB 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
0stc$~~v HLwMo&*rA PANT
zM=MFKhi ~ VY 0 YP1
/qIl)+M VLIST RD ALL
cXqYO|3/M VLIST TH ALL
5a_8`csu VLIST GLM ALL
>god++,o END
W +ER'lX AANT P
$+7uB-KsU AEC
/o m++DxV ACC
[C0v- M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
\*e\MOp6 GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
xH*X5? GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
?BfE*I$\h GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
c'eZ-\d{ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
ZzupK^5Z GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
2,q*[Kh1 GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
oXnaL)Rk GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
iI IXv GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
gd*Gn" GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
[#q>Aq$11 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
+ tMf&BZ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
Q&I`uS=F GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
C{zp8 A(Dh M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
PY^#hC5: ACA 50 1 1
ciS, ADT 10 .1 10
rYr*D[m] M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
|sReHt2)d M -.008 10 A P HH 1
_5-h\RB) M -.004 10 A P HH .5
R);Hd1G M -.0064 10 A P HH .8
Fa )QDBz) M 0 1 A P YA 1
/qX?ca1_4^ S GIHT
(*9.GyK END
dg24h7|] SNAP 10/DAMP 1.00000
m|qktLx SYNOPSYS 80
h0rPMd(K 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:
c lB K 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。
Q<
:RLKVT 准备一个新的MACro 如下:
f
5v&4 9aJIq{ `E STO 9
7pyzPc#_ CHG
3OZPy|".ax NOP
pZ.b
X 18 TH 2000
uX6yhaOp| 19 YMT
{?H5Pw>{%h 20
IFp%Ta END
X@\W*
nq STEPS = 100
-BSdrP| PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
nMyl(kF[ GET 9
(aa2uctTn 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
gYB!KM *v 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。
AI.(}W4] 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。
"=djo+y 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:
sE pI)9 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!
}4A] x`3 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。
RRIh;HhX 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。
<(xqw<) 0ra'H/>Ly CHG
aTuu",f NOP
V\;Xa0 END
. 5(YL8d MSW
0X=F(,>9 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”。
ec&/a2M 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。
4E39]vb 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。
e73=*~kfR 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
S(zp_ 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。
=SfNA
F 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。
SiLW[JXd 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。