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。
J@ktyd(P 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。)
<P;}unq.kw 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。
~/ilx#d 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
.eO?Z^ -+em!g' TIME
pdEiqLhH CORE 12
$4T2z- OFF 1 99
W|,V50K DSEARCH 5 QUIET
&"mzwQX SYSTEM
tpTAeQ*:d ID EYEPIECE EXAMPLE
TSsKfexQ OBD 1.0E9 45 1.27
@b3#X@e} UNI MM
U"4?9.
k WAVL CDF
V)i5=bHC WAP 1
l?)ZJ3]a END
n%\
/J BiZ=${y
GOALS
}AvcoD/b ELEMENTS 9
5+jf/}tA TOTL 200 .01
q;wLa#4)J BACK 0 0
*79m^ FNUM 7.0 10
S$^RbI ASTART 5
`[YngYw THSTART 5
]}6w#)]" RSTART 100
vHE^"l5 v RT 0.25
OLj\-w^ NPASS 80
<x),,a=X ANNEAL 100 10 Q 100
on7I
l SNAP 10
6 Ik,zQL TOPD
l@hjP1o STOP FIRST
M8b4NF_& STOP FREE
Zf>^4_x3P QUICK 50 100
rBN)a" FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
^:jN3@Q% FWT 3 1 1 1 1 1
io3yLIy, END
j9/-"dTL m%8qZzqk SPECIAL AANT
8g>b ACA 50 1 1
cubk]~VD ADT 10 .1 10
P~FUS%39"o M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
:9|W#d{o M -.008 10 A P HH 1
=4 X]gW M -.004 10 A P HH .5
8Z2.`(3c[ M -.0064 10 A P HH .8
-n? g~(/P M 0 1 A P YA 1
:` $@}GI S GIHT
:b,^J&~/)1 END
ozr9>b>M GO
+/+P\O TIME
4E:bp ;bX4(CMe
& 这是从DSEARCH 返回的图纸。
+tN&a 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。
-6Mm#sX 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。
'~wpP=<yyF -NBiW6b~ PANT
vG2b:[W VY 0 YP1
GW2')}g VLIST RD ALL
U~2`P VLIST TH ALL
#m8sK(#lo VLIST GLM ALL
wn11\j& END
b r,+45: AANT P
;#G%U!p AEC
:<~7y.*O{ ACC
*xM/;) M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
8"vwU@cfC GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
qsg>5E GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
)-/gLZsx GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
|@o6NZ<9N GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
n`;R pr& GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
i3
)xX@3 GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
r5/R5Ga^ GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
XvSIWs GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
S C_|A9 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
"L2 m-e6 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
5QWNZJ&}d GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
BZF,=v GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
#cwCocw M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
u=qPzmywt ACA 50 1 1
{sC=J hs- ADT 10 .1 10
/axTh M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
=J|sbY"] M -.008 10 A P HH 1
M>_ = "atI M -.004 10 A P HH .5
p#_[ M -.0064 10 A P HH .8
I*1S/o_xI M 0 1 A P YA 1
".2A9]_s S GIHT
G"S5ki`o END
C 7nKk/r SNAP 10/DAMP 1.00000
}&G]0hCT! SYNOPSYS 80
mT_GrIl[ 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:
iY.eJlfH 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。
$ehg@WK}. 准备一个新的MACro 如下:
"'eWn6O( @PcCiGZ STO 9
Qp!Y.YnPd_ CHG
Xi~9&ed#$i NOP
~/`X*n& 18 TH 2000
{:Vf0Mhb 19 YMT
Z|`fHO3j 20
nN ~GP"} END
E5B8 Z?$a STEPS = 100
&
QY#3yj= PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
c)1=U_6 1 GET 9
If}lJ6jZ 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
K~>jApZ% 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。
xVR:;
Jy[ 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。
gGKKs&n7 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:
t>U!Zal" 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!
|R'i:= 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。
J#7(]!;F 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。
<7gMl i f@W
]% CHG
zeTszT) NOP
r69WD
. END
A ^B@VuK MSW
1 !s28C5u 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”。
O:u%7V/ 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。
>}F? <JB 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。
&N{zkMf 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
R|t;p!T 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。
,35Ag#va 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。
Ve14rn 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。