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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 !qcu-d5b  
    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。) e^XijId.  
    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。 hCT%1R}rKr  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) G>mgoN  
    4&ea*w  
        TIME HxY,R ^  
        CORE 12 L''0`a. +S  
        OFF 1 99 UWn}0:6t  
        DSEARCH 5 QUIET D?\K~U* >  
        SYSTEM ;mi0Q.  
        ID EYEPIECE EXAMPLE DAu|`pyC%  
        OBD 1.0E9 45 1.27 4E |6l  
        UNI MM xk|$Oa  
        WAVL CDF Xb^\{s?b  
        WAP 1 f6L_u k`{  
        END LDBR4@V  
         8nnkv,wa  
        GOALS m]-8?B1`Y  
        ELEMENTS 9 Yn<0D|S;X  
        TOTL 200 .01 {my=Li<_H  
        BACK 0 0 u=E?N:I~F  
        FNUM 7.0 10 l(]\[}.5  
        ASTART 5 b(Z%#*e  
        THSTART 5 _kY5 6  
        RSTART 100 zt,-O7I'1  
        RT 0.25 .v" lY2:N  
        NPASS 80 ax^${s|{-  
        ANNEAL 100 10 Q 100 }qD.Ek  
        SNAP 10 ~o/^=:*  
        TOPD #>v7" <  
        STOP FIRST         Q?a"uei[  
        STOP FREE hx^a&"  
        QUICK 50 100 xeI ,Kz."  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     phc1AN=[E  
        FWT 3 1 1 1 1 1 l#~Fe D  
        END 44W3U~1  
         %C3cdy_c  
        SPECIAL AANT  ,g,jY]o  
        ACA 50 1 1 9iFe^^<ss  
        ADT 10 .1 10  Nr[Rp  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     -ufmpq.  
        M -.008 10 A P HH 1         <{ ) 4gvH  
        M -.004 10 A P HH .5     Mb>6.l  
        M -.0064 10 A P HH .8 uf;q/Wr  
        M 0 1 A P YA 1         *2AQ'%U~  
        S GIHT )2FO+_K?T  
        END yX-xVvlv@  
        GO okcl-q  
        TIME w//w$}v  
    P+b^;+\1s  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 {;4PP463  
        
        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。 4w z 6%  
        
        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。 *SY4lqN  
         'u3+k.  
        PANT 9#(QS+q~  
        VY 0 YP1 ~d8>#v=Q`  
        VLIST RD ALL +E [bLz^  
        VLIST TH ALL <dN=d3S  
        VLIST GLM ALL =N{eiJ.(p  
        END &!a 2%%1#N  
        AANT P ;Bb5KD  
        AEC qE{cCS  
        ACC Az-!LAu9 R  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM :7ngVc  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 1ZL_;k  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 cLU*Tx\  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 0l6iv[qu5w  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 SNU bY6  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 cP2R2 4th  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 *_QHtZG  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 z`5I 1#PVA  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 ,jnRt%W  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 -(uBTO s  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 2SJh6U  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 :(b3)K  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 Qyjuzfmz  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL =Yj[MVn  
        ACA 50 1 1 Tqa4~|6  
        ADT 10 .1 10 C%c `@="b  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 #5C3S3e=  
        M -.008 10 A P HH 1   H ZLOn  
        M -.004 10 A P HH .5 D&r8V;G[[  
        M -.0064 10 A P HH .8 ~|9LWp_  
        M 0 1 A P YA 1   zsXH{atY  
        S GIHT m[{&xF|_  
        END 9,5II0N L  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     93Gur(j^  
        SYNOPSYS   80 6h_k`z  
    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: sYA-FO3gh  
        
        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。     qX'a&~s)n  
    准备一个新的MACro 如下: k6-n.Rl01  
    r65NKiQD  
        STO 9 _A|\.(t  
        CHG `7%eA9*.m  
        NOP dO4#BDn"=  
        18 TH 2000 ,;P`Mf'YC  
        19 YMT uHro%UAd  
        20 c '+r[rSn1  
        END 3t8H?B12ow  
        STEPS = 100 R[9PFMn  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 ,*Z[P%<9  
        GET 9     aaug u.9  
    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 r)5\3j[P  
        
        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。 6&QTVdK'O  
    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。 m=.7f9  
    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: h==GdS4  
        
        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! .&x?`pER  
    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。 Kc[u} .U  
    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。 cNr][AzU@  
    SfobzX}~Jh  
        CHG >jz%bY  
        NOP m=iov 2K>  
        END kw^Dp[8X  
        MSW /-YlC (kL  
    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”。 wt.{Fqm  
        
        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。 Df,VV+  
        
        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。 ~<aeA'>OA  
        
        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 ) .-(-6=R  
        
        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。 Omh&)|Iql  
    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。 !bV(VRbu  
    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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