[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。 Uh.oErHQD  
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。） %F\?R[^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。 `o<' x.I  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC）
q:l>O5  
aki_RG>U'  
    TIME =6woWlfb  
    CORE 12 c#a@n 4  
    OFF 1 99 w<zIAQN  
    DSEARCH 5 QUIET 7Ok;Lt!x  
    SYSTEM g1XZ5P} f  
    ID EYEPIECE EXAMPLE [OHxonU  
    OBD 1.0E9 45 1.27 nNrPHNfqD  
    UNI MM >fe-d#!{  
    WAVL CDF P6!jRC"52'  
    WAP 1 km)zMoE{c{  
    END 9U{a{~b  
     6Pnk5ps }h  
    GOALS 0.dgoq3u  
    ELEMENTS 9 LAVAFlK5  
    TOTL 200 .01 W)9K`hM6  
    BACK 0 0 VGtC)mG8)  
    FNUM 7.0 10 }tsYJlh5  
    ASTART 5 aD=a,  
    THSTART 5 ElS9?Q+  
    RSTART 100 Is]aj-#r  
    RT 0.25 !xP8#|1  
    NPASS 80 7G.#O}).b  
    ANNEAL 100 10 Q 100 L~(_x"uXd  
    SNAP 10 HH
iT]S9  
    TOPD vLR~'"`F  
    STOP FIRST         k9$K}  
    STOP FREE 7w 37S  
    QUICK 50 100 4$qWiG~  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     jZh';M8"  
    FWT 3 1 1 1 1 1 v[#9+6P=  
    END ~2<7ZtV=  
     bA= |_Wt  
    SPECIAL AANT G:<`moKgL  
    ACA 50 1 1 u`y><w4i  
    ADT 10 .1 10 Of{/t1o?  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     1c<=A!"{  
    M -.008 10 A P HH 1         3= 
xhoRX  
    M -.004 10 A P HH .5     (rkyWz  
    M -.0064 10 A P HH .8 ^\\Tx*#i  
    M 0 1 A P YA 1         ~\=1'D^6CK  
    S GIHT d@ Y}SWTB  
    END {LX.iH9}l  
    GO  yyv8gH  
    TIME M7+nW ; e%  
`VKf3&|<A  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 !,[C]Q1  
        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。 \]P!.}nX#  
        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。 RQ'exc2x0  
     D|rFu  
    PANT xZ|Y?R5m  
    VY 0 YP1 fRy^Q_~,  
    VLIST RD ALL 4AG\[f 8q  
    VLIST TH ALL @) s,{F  
    VLIST GLM ALL ]Tkc-ez  
    END *NkA8PC  
    AANT P .mDM[e@'  
    AEC
8'
<-:KG  
    ACC vw>2(K=e1  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM `D`sr[3n  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 q-]`CW]n  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 ta`N8vnf  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 j7sKsbb  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 IX*
idcxR  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 X>NhZ5\  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 c6nflk.l  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 8>X d
2X  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 mjWU0Gh%*  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 ][W_[0v  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 0j30LXI_  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 [%9noB  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 /%0<p,T  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 3dht!7/  
    ACA 50 1 1 @;<ht c  
    ADT 10 .1 10 ms!ref4`+  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 d+X}cq=  
    M -.008 10 A P HH 1   UilMv~0  
    M -.004 10 A P HH .5 kGd<5vCs  
    M -.0064 10 A P HH .8 z"+Mrew  
    M 0 1 A P YA 1   L
]d-hs  
    S GIHT UlAzJO6"  
    END Ix(?fO#uNF  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     F>]m3(  
    SYNOPSYS   80 ,WJH}(h"D  
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： oqLfesV~  
        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。     OE4+GI.r-  
准备一个新的MACro 如下： &VV~%jl;k  
87:!C5e}  
    STO 9 GN!qyT  
    CHG a@\D$#2r  
    NOP <Q?a=4  
    18 TH 2000 E<C&Cjz:H  
    19 YMT VH=S?_RY>  
    20 U$ F{nZ1  
    END z I+\Oll#Q  
    STEPS = 100 DyQM>xw)t  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 E\IlF 6  
    GET 9     B*~5)}1op  
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 `;l?12|X  
        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。 ^S)cjH`P  
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。 K"b`#xN(t  
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： %e`$p=m  
        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！ $uap8nN  
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。 ^':!1  
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。 N.
4q.  
B9T!j]'  
    CHG ,oNOC3U  
    NOP /;tPNp{!dw  
    END FJ %  
    MSW t9Y=m6  
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”。 f]G>(V=i  
        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。 KAsS[  
        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。 {q<03d~9|G  
        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 @&]#uRl|[  
        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。 0vVV%,v  
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。 [tg^GOf '  
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。