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。
O0;mXH 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。)
Sk:x.oOZ 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。
p2U6B 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
Kn1T2WSAg U&43/;<, TIME
'14 86q@[$ CORE 12
ii&ckg>]z OFF 1 99
-BSO$'{7 DSEARCH 5 QUIET
}t:*w SYSTEM
)3 R5cq ID EYEPIECE EXAMPLE
65nK1W`i OBD 1.0E9 45 1.27
u1gD*4+ UNI MM
%mIdQQ, WAVL CDF
@REMl~"D5 WAP 1
T9'HQu END
dd6%3L{cn gLY15v4? GOALS
i9V, ELEMENTS 9
{6%-/$LX TOTL 200 .01
wz{c;v\J^ BACK 0 0
%%#bTyF FNUM 7.0 10
A2p% Y}, ASTART 5
kkW }:dBl THSTART 5
0|i|z!N> RSTART 100
=Ot_P7'5gv RT 0.25
F(ZczwvR NPASS 80
u/NcX ANNEAL 100 10 Q 100
6$kh5$[ SNAP 10
GZHJ4|DK TOPD
?*[35XUd STOP FIRST
ggrkj0 STOP FREE
cnRgzj<ek QUICK 50 100
a]Y9;( FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
j/F('r~L FWT 3 1 1 1 1 1
Sx (E'?] END
m.\JO @6%7X7m SPECIAL AANT
gX$gUB) x ACA 50 1 1
$~j9{*]5 ADT 10 .1 10
N7KG_o% M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
qq_ZkU@xg M -.008 10 A P HH 1
B#}EYY M -.004 10 A P HH .5
GctV M -.0064 10 A P HH .8
ep0dT3& M 0 1 A P YA 1
V6h8+|hK S GIHT
7TU xdI END
vP+qwvpGr GO
UR S=1+ TIME
M ac?HI _3NH"o
d 这是从DSEARCH 返回的图纸。
9]lyV 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
`Q/\w1-Q 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
(uy\~Zb i2;,\FI@t% PANT
SSyARR+;c VY 0 YP1
F- M)6&T VLIST RD ALL
9'e<{mlM VLIST TH ALL
O(9*VoD VLIST GLM ALL
NB86+2stu END
Y*O
Bky AANT P
\qlz< AEC
e.#,9 ACC
,7DyTeMpN M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
JiuA"ks) GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
tfh`gUV4 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
B-"F67 : GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
2$VSH& GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
c,M"a GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
+x/vZXtOK GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
0I do_V GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
PnB2a'(^@? GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
TZ3gJ6 Cb GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
M'oZK GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
yu>;m.e_ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
q_L. Sy|) GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
(H:A|Lw M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
X?JtEQ~> ACA 50 1 1
-^;,m=4{3 ADT 10 .1 10
}jU)s{>fb M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
opu)9]`z M -.008 10 A P HH 1
AAKc8{ M -.004 10 A P HH .5
x9 n(3Oa M -.0064 10 A P HH .8
) ]<^*b> M 0 1 A P YA 1
='C;^
Bk S GIHT
^gNbcWc7CU END
$fT#Wva-\d SNAP 10/DAMP 1.00000
cWo__EE SYNOPSYS 80
"Vp:Sq9y 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:
;XlCd[J< 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。
t("koA=. 准备一个新的MACro 如下:
*,*XOd:3TL 5Z"N2D)." STO 9
PI,2b(`h_ CHG
~ahu{A4Bw NOP
LfK/wSvWw 18 TH 2000
] \!,yiVeU 19 YMT
D~`RLPMk 20
/^I!)|At END
i.eMrzJ| STEPS = 100
n!lE|if PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
npbf>n^R GET 9
%.Kr`#lCr 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
EU'rdG*t/R 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。
sEZ2DnDI 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。
KZaiy*>) 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:
nrXKS&6 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!
%\)AT" 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。
knb0_nA 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。
FP0GE NqFfz9G) CHG
pL> Yx> NOP
"d
M-3o< END
p1&=D%/ MSW
?[WUix; 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”。
fjuPGg~ 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。
{!wd5C@ 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。
wsc=6/#u 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
Ys?0hd<cn 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。
+>c%I&h}` 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。
R mo'3 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。