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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 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。 j5Qo*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 5WqR 8  
        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。     ZkL8e  
    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 QaUm1 i#  
        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。
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