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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 z4zPR?%:  
    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。) wF59g38[z$  
    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。 /b/  6*&  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) /CbiYm  
    .Yz^r?3t  
        TIME @gmo;8?k  
        CORE 12 +}:2DXy@  
        OFF 1 99 fZ^ad1o  
        DSEARCH 5 QUIET W7{^/s5r  
        SYSTEM nT(AO-Ue^  
        ID EYEPIECE EXAMPLE ps:E(\  
        OBD 1.0E9 45 1.27 ZS`Kj(D  
        UNI MM sE!g!ht  
        WAVL CDF }]<|`FNc  
        WAP 1 4r86@^c*  
        END C)UU/4a;  
         F(^#_tXP  
        GOALS Vn\jUEC  
        ELEMENTS 9 ^g"p}zf L"  
        TOTL 200 .01 ULs'oT)K;  
        BACK 0 0 $ub0$S/Hu  
        FNUM 7.0 10 7) a f  
        ASTART 5 zZey  
        THSTART 5 W1ndb:  
        RSTART 100 @RL'pKab9  
        RT 0.25 oiD{Z  
        NPASS 80 C~. T[Mlu  
        ANNEAL 100 10 Q 100 Prc1U)nfo  
        SNAP 10 'Z%1Ly^b  
        TOPD P8;1,?ou  
        STOP FIRST         WMWUP ZsGS  
        STOP FREE `tXd?E/e  
        QUICK 50 100 V ZtFgN$J  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     Y^;izM}  
        FWT 3 1 1 1 1 1 ~dP\0x0AB  
        END _j*I\  
         hF`<I.z}  
        SPECIAL AANT ~&+a.@T  
        ACA 50 1 1 9E0x\%2K  
        ADT 10 .1 10 iOL/u)   
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     koE]\B2A6  
        M -.008 10 A P HH 1         BN&}g}N  
        M -.004 10 A P HH .5     ;:>q;%  
        M -.0064 10 A P HH .8 '$J M2 u  
        M 0 1 A P YA 1         8HHR  
        S GIHT %az6\"n  
        END t~44ub6GN`  
        GO YD{N)v  
        TIME 8U4In[4  
    H<P d&  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 yNU}1_oK  
        
        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。 4^d).{&X  
        
        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。 )r)ZmS5O  
         !,]c}Y{i  
        PANT ;18u02z^  
        VY 0 YP1 */K]sQZa  
        VLIST RD ALL BQ70<m2D$  
        VLIST TH ALL ELG9ts+5Uj  
        VLIST GLM ALL y0/FyQs  
        END H0.A;`  
        AANT P 5r~hs6H  
        AEC s#")hMJQ  
        ACC rw0s$~'  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM cRNVqMpg  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 6o5,d]  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 ^62I 5k/u  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 r6:e 423  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 uY/C iTWr  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 XD_!5+\H1  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 |`{$Ego:  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 6:`[Fi  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 J+N -+,,  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 IY mkZ?cW  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 qEl PYN*wF  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 6\-u:dvGI?  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 ' ~fP#y  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL w|*D{`O  
        ACA 50 1 1 WW!-,d{{@  
        ADT 10 .1 10 r}:U'zlC{  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 up0=Y o@  
        M -.008 10 A P HH 1   oJ/=&c  
        M -.004 10 A P HH .5 \ Z5160  
        M -.0064 10 A P HH .8 O'3/21)|y  
        M 0 1 A P YA 1   IR;3{o  
        S GIHT {MDM=;WP_  
        END vz1I/IdTd  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     <E^;RG  
        SYNOPSYS   80 xe3Jxo !U  
    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: Rtl 1eJ-  
        
        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。     5j9%W18  
    准备一个新的MACro 如下: d3#e7rQ8  
    a$bE2'cb  
        STO 9 ziM@@$ .F  
        CHG ?|!m  
        NOP l m(mY$B*_  
        18 TH 2000 $&Z#2 X.  
        19 YMT GJHJ?^%  
        20 [qk c6sqo  
        END ?.beN[X  
        STEPS = 100 HW#@e kh  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 ]v]:8>N  
        GET 9     Cn5;h(r  
    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 E0DquVrz  
        
        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。 /WK1(B:  
    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。 T, PN6d  
    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: }Gx@1)??  
        
        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! \YF07L]qs-  
    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。 pZt>rv  
    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。 *Ue#Sade  
    b' ~WS4xlD  
        CHG [8oX[oP  
        NOP r>CBp$  
        END soX^$l  
        MSW %5@> nC?`[  
    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”。 ltNY8xrdGN  
        
        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。 :()K2<E  
        
        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。 |)*!&\Ch  
        
        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 Ol|fdQ  
        
        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。 3 +`,'Q9  
    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。 X;#Ni}af  
    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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