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。
L!t@-5~
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。)
7R}9oK_I 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。
j 5Qo*p 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
E<tK4?i" lVz9k TIME
`vd= ec CORE 12
<$%X<sDkq OFF 1 99
x2co>.i DSEARCH 5 QUIET
WJ|:kuF SYSTEM
rcV-_+KE(B ID EYEPIECE EXAMPLE
^$v3eKA OBD 1.0E9 45 1.27
n]Zk;%yL UNI MM
e,>%Z@92( WAVL CDF
NYwR2oX WAP 1
~@T<gA9V END
*z'8j %SrM|&[ GOALS
J'b<z.OW ELEMENTS 9
#2RiLht TOTL 200 .01
L*h{'<Bz BACK 0 0
s,6`RI% FNUM 7.0 10
!*aPEf270 ASTART 5
)"Q*G/+2Ie THSTART 5
<A>)[u RSTART 100
VIC0}LT0R RT 0.25
M*sR3SZ
NPASS 80
N|mJg[j@7 ANNEAL 100 10 Q 100
S${Zzt" SNAP 10
Kv37s0|g TOPD
%<"}y$J STOP FIRST
*4S-z&,.c STOP FREE
Fk"Ee&H)( QUICK 50 100
4[yIOs FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
*>NX%by) FWT 3 1 1 1 1 1
]0c+/ \b& END
08s_v=cF iCj2"T4TN SPECIAL AANT
7I=C+ ACA 50 1 1
hB9Ee@ ADT 10 .1 10
IvHh4DU3Z M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
[kV;[c} M -.008 10 A P HH 1
H#i{?RM@l M -.004 10 A P HH .5
\3Pv# ) M -.0064 10 A P HH .8
FOwnxYGVf M 0 1 A P YA 1
!345 %, S GIHT
DC+b=IOz END
S0d~.ah30 GO
d>0+A)6> TIME
M;w?[yEZ HOoPrB m 这是从DSEARCH 返回的图纸。
^/U27B 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。
Vw tZLP36 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。
'G&{GVbXY omSM:f_~ PANT
s 5WqR8 VY 0 YP1
ritBU:6 VLIST RD ALL
YZc>dE VLIST TH ALL
{ZU1x C VLIST GLM ALL
$e1=xSQp4 END
gF?[rqz{ AANT P
/./"x~@ AEC
g{IF_ 1 ACC
t_z,>,BqJ M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
F&RgT1* GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
;U9J++\d<A GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
*&BnF\?m GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
m: n`g1 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
$
_j[2EU GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
o*WY= GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
({r*=wAP GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
<BFQ: GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
?BA]7M(,4 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
IW=cym7 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
qfY5Ww$8 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
IU FH:w] GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
FBx_c;)9Z M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
2. G=8:l ACA 50 1 1
(jjTK'0[ ADT 10 .1 10
?eH&'m}- M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
3E3U /K M -.008 10 A P HH 1
`?T#Hl>j M -.004 10 A P HH .5
}KUd7[s M -.0064 10 A P HH .8
k.<]4iS M 0 1 A P YA 1
}%b;vzkG5 S GIHT
"Z
Htr<+ END
@NhvnfZ SNAP 10/DAMP 1.00000
9.'h^#C SYNOPSYS 80
CTX9zrY*T 让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些
优化和模拟退火后得到的结果:
6+r$t# 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。
ZkL8 e 准备一个新的MACro 如下:
:B3[:MpL} )?+$x[f!* STO 9
P-F)%T[ CHG
0a8/B>
NOP
b@RHc!,>jV 18 TH 2000
:w}{$v}#D; 19 YMT
\(226^|j 20
L,y6^J! END
sn7AR88M; STEPS = 100
QaUm1i# PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
rpeJkG@+ GET 9
CYOI.#m2 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
>U F 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。
U*90m~) 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。
8.F~k~srA 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:
DZzN>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!
oFOnjK"|F 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。
mF` B# 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。
(c0A.L)
W3`>8v1?o CHG
21k5I #U NOP
fXrXV~'8 END
6'\6OsH MSW
t78k4? 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”。
oIUy -| 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。
zD?oXs 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。
<ZU=6Hq 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
z-M3 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。
fw ,\DFHO 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。
*~w[eH!! 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。