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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 ,~- dZs  
    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。) i<nUp1r(  
    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。 KBo/GBD]|  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) g&"__~dS-F  
    NI136P  
        TIME 3YF*TxKx  
        CORE 12 }$|uIS  
        OFF 1 99 kyc Z  
        DSEARCH 5 QUIET za20Y?)[  
        SYSTEM Q2[D|{Z  
        ID EYEPIECE EXAMPLE ZO $}m?  
        OBD 1.0E9 45 1.27 3M{/9rR[  
        UNI MM YS5Pt)?  
        WAVL CDF <t0o{}^P*  
        WAP 1 /a$RJ6t&3  
        END )0JXUC e  
         'WG%O7s.  
        GOALS skn`Q>a  
        ELEMENTS 9 tA2I_W Cl  
        TOTL 200 .01 qwU,D6  
        BACK 0 0 XZeZqBr  
        FNUM 7.0 10 3g]Sp/  
        ASTART 5 ,#42ebGHR  
        THSTART 5 c91rc>  
        RSTART 100 9+\3E4K  
        RT 0.25 ;Qc_Tf=,  
        NPASS 80 Q1Sf7)  
        ANNEAL 100 10 Q 100 zl j%v/9  
        SNAP 10 vH+QI  
        TOPD }pa@qZXh  
        STOP FIRST         /CAi%UH,F  
        STOP FREE MNKB4C8 >  
        QUICK 50 100 h@"dpmpe  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     MKYXYR  
        FWT 3 1 1 1 1 1 "1H?1"w~  
        END C{ {DZ*  
         iQ9jt  
        SPECIAL AANT 0'm4 ) \  
        ACA 50 1 1 lk6*?EJ  
        ADT 10 .1 10 HUtuUX  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     }F1|& A  
        M -.008 10 A P HH 1         AopC xaJ`  
        M -.004 10 A P HH .5     H|H!VPof]  
        M -.0064 10 A P HH .8 eM*@zo<-  
        M 0 1 A P YA 1         4w:_4qyb  
        S GIHT [e+"G <>  
        END ~bCn%r2  
        GO MH`H[2<\!,  
        TIME )x-iru A:  
    Wm nsD!  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 hmOhXE[ 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。 +1 H.5|  
        
        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。 \5$N> 2kO  
         6<+R55  
        PANT ,o}!pQ  
        VY 0 YP1 qHfs*MBJ%  
        VLIST RD ALL -< jb>8  
        VLIST TH ALL xr) Rx{)3h  
        VLIST GLM ALL ;K[`o/#4"  
        END (yduU  
        AANT P [EDw0e  
        AEC kn_%'7  
        ACC 8W 9%NW3&  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM yG5T;O&  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 Af:4 XSO6  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 &>Q_  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 }*m:zD@8$  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 Z<Rz}8s  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 lM C4j  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 2jf-vWV_  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 ?w1_.m|8u  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 &3mseU  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 : 2?J#/o  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 P.P3/,  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 x"~F=jT  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 LMWcF'l  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL SI3ek9|XU  
        ACA 50 1 1 y@J]busU  
        ADT 10 .1 10 _cx}e!BK#  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 Xi_>hL+R(  
        M -.008 10 A P HH 1   W{l+_a{/9  
        M -.004 10 A P HH .5 ;8;nY6Ie  
        M -.0064 10 A P HH .8 W|3XD-v@  
        M 0 1 A P YA 1   *A`hKx  
        S GIHT -c!{';Zn  
        END HH3WZ^0>  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     3=1aMQ  
        SYNOPSYS   80 zr?%k]A%UO  
    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: 0O?B!Jr]RM  
        
        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。     !SIGzj  
    准备一个新的MACro 如下: u4NMJnX  
    |HJdpY>Uu  
        STO 9 nbMnqkNb  
        CHG g>x2[//pk  
        NOP EXg\a#4['  
        18 TH 2000 X%xX3e'  
        19 YMT "-kb=fY  
        20 ,)XT;iGQe  
        END h{S';/=8  
        STEPS = 100 }-k<>~FA  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 EkM?Rs  
        GET 9     <wxI>T}b  
    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 4aGV1u+4  
        
        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。 ?7^H1L  
    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。 *@l NL=%R  
    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: Ck2O?Ne  
        
        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! ~" B0P>7  
    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。 Ot(U_rJCi  
    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。 |&3m'"(  
    5[esW  
        CHG 9zEO$<e o  
        NOP "8J$7g@n@  
        END I 6a{'c(P  
        MSW =U!'v X d  
    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”。 =;0#F&  
        
        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。 "{&\nt  
        
        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。 :^71,An >E  
        
        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 (tP>z+  
        
        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。 MFaK=1  
    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。 .t4IR =Z  
    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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