[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。 IWQ&6SDW$z  
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。） MF
v Si  
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。 C1 W>/?XC  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） H ZPcd_(  
XTV0Le\
f  
    TIME ^%;"[r  
    CORE 12 /mc*Hc8R8  
    OFF 1 99 b7bSTFZxC  
    DSEARCH 5 QUIET >;,gGH
 
    SYSTEM pDGT@qJ  
    ID EYEPIECE EXAMPLE j~epbl)pC  
    OBD 1.0E9 45 1.27 ~P/]:=  
    UNI MM `4LJ;KC(  
    WAVL CDF 
u*hH}  
    WAP 1 Vc|NL^  
    END GWgd8x*V  
     X<Z(]`i  
    GOALS S/VA~,KCe;  
    ELEMENTS 9 !nwbj21%  
    TOTL 200 .01 Rb#/qkk/  
    BACK 0 0 Uj,g]e8e  
    FNUM 7.0 10 wazP,9W?  
    ASTART 5 F99A;M8(  
    THSTART 5 8 }-7{  
    RSTART 100 [m\,+lG?)j  
    RT 0.25 YZ< NP  
    NPASS 80 6GzzGP^  
    ANNEAL 100 10 Q 100 MI\]IQU  
    SNAP 10 PK+ x6]x
 
    TOPD X'@'/[?  
    STOP FIRST         3T1P$E" m  
    STOP FREE -KiRj!v|  
    QUICK 50 100 .a,(pq Jg  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     ds]?;l"  
    FWT 3 1 1 1 1 1 ^>^\CP]  
    END Jn*Na
o_)  
     g5}lLKT  
    SPECIAL AANT E5gl^Q?Z  
    ACA 50 1 1 $T),DUYO  
    ADT 10 .1 10 \!<"7=(J{4  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     jn$j^51`C  
    M -.008 10 A P HH 1         /'4Q{8.a  
    M -.004 10 A P HH .5     #/+I*B*y  
    M -.0064 10 A P HH .8 pDOM:lGya  
    M 0 1 A P YA 1         =&2$/YX0D  
    S GIHT I8k  
    END -L8YJ8J6  
    GO c|lU(Tf  
    TIME `VZZ^K9zR  
RL*]g*  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 \5hw9T&[B  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 kwlC[G$j7  
        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。 (;
UP%H>  
     1~@|eWr|  
    PANT Szts<n5  
    VY 0 YP1 %K zbO0  
    VLIST RD ALL _R74/|  
    VLIST TH ALL vLDi ;  
    VLIST GLM ALL !BUi)mo  
    END t8vc@of$c,  
    AANT P TEWAZVE*  
    AEC mgVML&^  
    ACC bMmra.x4L  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM uNbIX:L,  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 &SmXI5>Bo0  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 %ek"!A
 
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 TsD;Kl1  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 zQc"bcif5(  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 h<% U["   
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 ^f|<R8`  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 B{aU;{1  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 yp+F<5o  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 X+iK<F$  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 iy
j3QLqE  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 8l23%iWxe  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 ,|pp67  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL
J3=BE2L  
    ACA 50 1 1 k[9A,N^lZB  
    ADT 10 .1 10 $.:3$et@/  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 |>2:eH  
    M -.008 10 A P HH 1   a$m_D!b~_  
    M -.004 10 A P HH .5 <%KUdkzEP  
    M -.0064 10 A P HH .8 ^ ulps**e  
    M 0 1 A P YA 1   cZi[(
K  
    S GIHT Q2c*.Y  
    END 9j#@p  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     ETp'oh}?  
    SYNOPSYS   80 v!trsjb  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果： x?L hq2  
        我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上，我们在全视场看到一个波长的误差。     !O{z 3W  
准备一个新的MACro 如下： &fSTR-8ev#  
J+Bdz6lt  
    STO 9 e{C6by"j{S  
    CHG "'A"U  
    NOP Mm#[&j[Y  
    18 TH 2000 <Wy>^<`  
    19 YMT !8$RBD %  
    20 qk
s|d_  
    END O >FO>  
    STEPS = 100 yd>}wHt  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 hZN<Yd8:  
    GET 9     kon=il<@  
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 'ere!:GJD  
        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。 $bGD%9 z  
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。 ow.j+<M  
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： /6U 4S>'(  
        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！ 0M8.U  
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。 |+NuYz?  
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。 5@P-g  
te'*<HM  
    CHG l h/&__  
    NOP F_ljx  
    END *{5>XH{ x  
    MSW 6[?}6gQ  
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”。 ~>%DKJe  
        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。 %;O}FyP  
        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。 &1GUi{I  
        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;{K!L@  
        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。 zj%cQkZ  
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。 E*|tOj9`1n  
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。