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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 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 4sO Rp^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 zdU 46|!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.     bFajK;  
        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 7pY :.iVO  
        GO ^s7!F.O C  
        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 P Y^#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: clB 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%T a  
        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。 A I.(}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。
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