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。
y.HE3tH 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。)
`#E1FB2M 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。
fU8 &fo%ER 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
FlttqQQdf >XM-xK-= TIME
kO+Y5z6= CORE 12
\GEFhM4) OFF 1 99
^g"G1,[%w DSEARCH 5 QUIET
4,`Yx s)% SYSTEM
p$0G EYwM ID EYEPIECE EXAMPLE
N[~RWg OBD 1.0E9 45 1.27
De6WC*trq UNI MM
] K3^0S/ WAVL CDF
~K 5eO- WAP 1
#"|</*%> END
(3C::B= Ivmiz{Oii GOALS
An{`'U(l ELEMENTS 9
OTY9Q TOTL 200 .01
T8bk \\Od BACK 0 0
7jQOwzj FNUM 7.0 10
]6bh #N;. ASTART 5
!?,7Cu.5#6 THSTART 5
ZEYT17g] RSTART 100
Gb4k5jl RT 0.25
E3@G^Y NPASS 80
ycz6-kEp ANNEAL 100 10 Q 100
omevF>b; SNAP 10
N =FX3Z TOPD
~oWCTj- STOP FIRST
0JN>w^ STOP FREE
US[{
Q QUICK 50 100
G:7HL5u FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
5|z>_f.^pS FWT 3 1 1 1 1 1
QpxRYv END
Uus%1hC%a ^cs:S-s SPECIAL AANT
~)xg7\k ACA 50 1 1
[#hpWNez(> ADT 10 .1 10
Wn6~x2 LaV M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
+m8CN(c M -.008 10 A P HH 1
f3El9[ M -.004 10 A P HH .5
a~ sU M -.0064 10 A P HH .8
T#KF@8'- M 0 1 A P YA 1
6Lj=%& S GIHT
O<[h END
?-C=_eZJ GO
s\O4D*8 TIME
X$Eg(^L a 5-qk"@E W 这是从DSEARCH 返回的图纸。
<cS"oBh&u0 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。
?&A)%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。
v8
rK\ m.!n|_}] PANT
>n3w'b VY 0 YP1
w{TZN{Y VLIST RD ALL
.\)`Xj[? VLIST TH ALL
Jy<hTd*q VLIST GLM ALL
l ld,&N8 END
i82sMN1jl7 AANT P
f4[fXP;A AEC
XK#~w:/fB ACC
<5@VFRjc M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
fz>3 GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
K!~j}z* GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
)c*NS7D~f GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
8.JFQ/)i GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
1'Sr0
oEd3 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
|y%pJdPk= GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
4f~ c#0? GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
v\lhbpk GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
={g.Fn(_ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
l$_q#Kd GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
={~?O&Jh GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
=f~8"j GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
]cQYSN7!SY M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
AUk-[i ACA 50 1 1
A$ 2 AYQ ADT 10 .1 10
vNWCv M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
@~p;.=1]F M -.008 10 A P HH 1
??5y0I6+ M -.004 10 A P HH .5
0c}pg:XT M -.0064 10 A P HH .8
n1XJuc~ M 0 1 A P YA 1
#Sg< 9xsW S GIHT
9f=L'{ END
9!XXuMWU< SNAP 10/DAMP 1.00000
Y9<N#h# SYNOPSYS 80
<b.O^_zQF 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:
~?6M4!u
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~P1d&:L 准备一个新的MACro 如下:
s8:-*VR9 v79k{<Ln STO 9
RKi11z CHG
u B~C8} NOP
<Pn]{N 18 TH 2000
]#NJ[IZb 19 YMT
bT>1S2s 20
VZz>)Kz: END
Q$bi:EyJXc STEPS = 100
]nIH0k3y PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
f[ 'uka.U GET 9
r'F)8% 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+RFDg/ 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。
@LyCP4 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。
?zpN09e 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:
1XppC[)) 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!
ZbAg^2 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。
faIHmU 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。
[z[<onFIq H@uDP CHG
?y/LMja NOP
< C1Jim END
:aHLr[%Mz MSW
R3bHX%T 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”。
X~2L 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。
OF1fS\P<> 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。
eAl;:0=%L 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
FW@(MIH 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。
q)f-z\ 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。
2kSN<jMr 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。