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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 3o?eUwI}  
    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。) eA-oqolY  
    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。 $,U/,XA {E  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) Og1vD5a  
    3Wv^{|^  
        TIME NW`.7'aWT  
        CORE 12 ,zHL8SiTX  
        OFF 1 99 U0:*?uA.  
        DSEARCH 5 QUIET :H m'o}  
        SYSTEM 42"nbJ  
        ID EYEPIECE EXAMPLE g H'hA'  
        OBD 1.0E9 45 1.27  4W*o:Y!  
        UNI MM H{=G\N{  
        WAVL CDF \ f+;X  
        WAP 1  .nrbd#i-  
        END $6wSqH?q  
         4aBVO%t  
        GOALS \X %FM"r  
        ELEMENTS 9 eUB!sR%  
        TOTL 200 .01 *P`wuXn}  
        BACK 0 0 rnhLv$  
        FNUM 7.0 10 XL.f `N.O  
        ASTART 5 ut560,h~  
        THSTART 5 5= &2=  
        RSTART 100 d!R+-Fp  
        RT 0.25 r1<*=Fs=>>  
        NPASS 80 PN]hG,q*4O  
        ANNEAL 100 10 Q 100 8Z9>h:c1  
        SNAP 10 w[gt9]}N  
        TOPD Pm)*zdZ8  
        STOP FIRST         J.4U;A5  
        STOP FREE 54>0Dv??H  
        QUICK 50 100 CV"}(1T  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     ,v8e7T  
        FWT 3 1 1 1 1 1 fTy:Re  
        END K\U`gTGc  
         HSG Ln906  
        SPECIAL AANT OH2IO  
        ACA 50 1 1 GyQFR?  
        ADT 10 .1 10 [=jZP,b&),  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     l%GArH`  
        M -.008 10 A P HH 1         Lr*PbjQDIY  
        M -.004 10 A P HH .5     }'x)e  
        M -.0064 10 A P HH .8 c{y'&3\  
        M 0 1 A P YA 1         [}HPV+j=U  
        S GIHT m-Jy 4f#  
        END ~%>i lWaHB  
        GO gtMR/P:S  
        TIME 7MrHu2rZ=  
    mq4Zy3H   
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 )yig=nn  
        
        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!^AA%  
        
        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。 06AgY0\  
         -avxH?;?7  
        PANT 56s%Qlgx  
        VY 0 YP1 W>w(|3\  
        VLIST RD ALL SceHdx(]  
        VLIST TH ALL \v-I<"::  
        VLIST GLM ALL bskoi;)u  
        END lJFy(^KQG,  
        AANT P 7M~/ q.  
        AEC c;q=$MO`  
        ACC L{jx'[C  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM qdpi-*2  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 o[Qb/ 7  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 v?]a tb/h`  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 b?`2LAgn  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 Ip7#${f5M  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 +=9iq3<yfS  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 $[`rY D/.  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 +i!HMyM  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 Hm'fK$y(  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 bFN/{^SB  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 HM)D/CO,?  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 .>TG{>sH  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 .+XK>jl +  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL !$1qnsz  
        ACA 50 1 1 %.`u2'^  
        ADT 10 .1 10 (Ox&B+\v+v  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 7)<Ib j<M  
        M -.008 10 A P HH 1   bl>W i@GL  
        M -.004 10 A P HH .5 K!ogpd&X&  
        M -.0064 10 A P HH .8 4t =Kt  
        M 0 1 A P YA 1   tik*[1it  
        S GIHT }a!|n4|`  
        END xV+\R/)x  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     {9Qc\Ij  
        SYNOPSYS   80 ,8Q0AkG  
    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: /2T  W?a  
        
        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。     vjGJRk|XED  
    准备一个新的MACro 如下: a"xRc  
    NVkYm+J#  
        STO 9 A3 TR'BFw-  
        CHG f eB ?  
        NOP Wx3DWY;  
        18 TH 2000 DI;LhS*z  
        19 YMT 0&NM=~  
        20 8d'/w}GV  
        END ~2hzyEh  
        STEPS = 100 j^b &Q  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 |b='DJz2  
        GET 9     Em Ut/]  
    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 n7ZJ< ~wl  
        
        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。 tq}sedYhee  
    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。 wsrdBxd5  
    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: In%FOPO  
        
        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! YSB> WBS-<  
    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。 2<0".5+I  
    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。 ^=-25%&^  
    -u~:Gd*l0  
        CHG ^o C>,%7  
        NOP En-=z`j G  
        END E 8W*^^z(  
        MSW ~a7@O^q 4  
    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”。 A;ZluQ  
        
        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。 gP8}d*W%b  
        
        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。 4>Ht_B<<  
        
        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 (mi=I3A(  
        
        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。 4M>]0%3.D  
    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。 yoq-H+<  
    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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