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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。 N 9c8c  
    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。) oG+K '(BB  
    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。 Tld1P69(  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) ub[""M?  
    rn5"o8|  
        TIME NQDLI 1o  
        CORE 12 $7msL#E7  
        OFF 1 99 9B qQ^`bu  
        DSEARCH 5 QUIET I/^q+l.=`{  
        SYSTEM =Dh$yC-Zr  
        ID EYEPIECE EXAMPLE ls[Ls  
        OBD 1.0E9 45 1.27 "L9C  
        UNI MM  KYnW7|*  
        WAVL CDF  QpdujtH`  
        WAP 1 eFt\D\XOW  
        END @*CAn(@#N  
         &sI,8X2a2  
        GOALS 8FxcI!A@  
        ELEMENTS 9 Ix*BI9E  
        TOTL 200 .01 /d{glOk  
        BACK 0 0 cYZwWMzp  
        FNUM 7.0 10 H @_eFlT t  
        ASTART 5 xP8iz?6"V  
        THSTART 5 :hC {5!|  
        RSTART 100 [ED!J~lg8  
        RT 0.25 [>b  '}4  
        NPASS 80 u&1j>`~qJ  
        ANNEAL 100 10 Q 100 mgJShn8]  
        SNAP 10 Am>_4  
        TOPD di-O*ug  
        STOP FIRST         K)yCrEZ  
        STOP FREE E9yFREvQc  
        QUICK 50 100 E\{^0vNc  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     [ea6dv4p  
        FWT 3 1 1 1 1 1 Fv?R\`52u  
        END M[:O(  
         YH /S2D  
        SPECIAL AANT X@6zI-Y %  
        ACA 50 1 1 :N^@a-  
        ADT 10 .1 10 -D!#W%y8  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     3v9gb,)y\  
        M -.008 10 A P HH 1         ^/`#9]<%  
        M -.004 10 A P HH .5     p{mxk)A  
        M -.0064 10 A P HH .8 ^4u3Q  
        M 0 1 A P YA 1         @D.R0uM  
        S GIHT t x:rj6 -z  
        END /3)YWFZZc  
        GO OoAr%  
        TIME Nw9-pQ  
    7,V!Iv^X  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 &[?u1qQ%o  
        
        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。 "C$!mdr7  
        
        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。 QOkE\ro  
         -4*'WzWr  
        PANT ,cGwtt(  
        VY 0 YP1 iF#}t(CrH  
        VLIST RD ALL gFWEodx,9  
        VLIST TH ALL 9B!im\]O  
        VLIST GLM ALL )8 "EI-/.  
        END ()@.;R.Z  
        AANT P !wLH&X$XT  
        AEC ; McIxvj  
        ACC @e.OU(Bf  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM 2FZ 0c/[&  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 z:ru68  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 j61BP8E  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 f>\bUmk(  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 / K_e;(Y_  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 v@$evmA  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 P`Hd*xh".j  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 Z30z<d,j  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 l6&v}M  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 ?l\gh1{C  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 WTV3p,;6a  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 4! Oa4  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 e6{[o@aM{  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL c:h.J4mv  
        ACA 50 1 1 6mI_Q2  
        ADT 10 .1 10 (PsSE:r}+  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 eB<V%,%N#  
        M -.008 10 A P HH 1   SCfkv|hO  
        M -.004 10 A P HH .5 F9u:8;\@`  
        M -.0064 10 A P HH .8 Uf7F8JZmM  
        M 0 1 A P YA 1   hSx+ {4PZ  
        S GIHT 9z| >roNe  
        END i">z8?qF  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     ? !oVf>  
        SYNOPSYS   80 -~<q,p"e  
    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: &m%Pr  
        
        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。     7kX7\[zN  
    准备一个新的MACro 如下: 8aZey_Hw;+  
    Y6;0khp  
        STO 9 aCUV[CPw  
        CHG aV?}+Y{#  
        NOP G>q{~HE1  
        18 TH 2000 O)U$Ef  
        19 YMT ~P]HG;$?n  
        20 w}U5dM`  
        END (v'lb!j^#  
        STEPS = 100 H%01&u  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 PO%yWns30o  
        GET 9     4ye`;hXy  
    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 0>~6Z  
        
        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。 vYMbson}  
    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。 qh)!|B  
    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: ^+- L;XkeY  
        
        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! S,"ChR  
    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。 O&?CoA?  
    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。 llZ"uTK\M  
    3f:1D=f  
        CHG . ~A"Wyu\  
        NOP >+; b>  
        END c>U{,z  
        MSW F'5d\v  
    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”。 vY0V{u?J  
        
        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。 Xg!|F[i  
        
        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。 hyvV%z Z  
        
        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 uu@'02G8  
        
        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。 {ck  
    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。 J%Z)#  
    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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