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) af 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
VZtFgN$J FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
Y^;izM} FWT 3 1 1 1 1 1
~dP\0x0AB END
_j*I\ hF`<I.z} SPECIAL AANT
~&+ a.@T ACA 50 1 1
9E0x\%2K ADT 10 .1 10
iOL/u)
M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
koE]\B2A6 M -.008 10 A P HH 1
BN&}g}N M -.004 10 A P HH .5
;:>q;% M -.0064 10 A P HH .8
'$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$~' M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
cRNVqMpg GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
6o5,d] GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
^62I 5k/u GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
r6:e
423 GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
uY/CiTWr GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
XD_!5+\H1 GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
|`{$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
qElPYN*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:
Rtl1eJ- 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:
d 3#e7rQ8 a$bE2'cb STO 9
ziM@@$.F CHG
?|!m NOP
l
m(mY$B*_ 18 TH 2000
$&Z#2
X. 19 YMT
GJHJ?^% 20
[qkc6sqo END
?.beN[X STEPS = 100
HW#@e kh PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
]v]:8>N GET 9
Cn5;h(r 运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制
E0DquVrz 我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。
/WK1( B: 在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。
T,PN6d 接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变,因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片:
}Gx@1)?? 我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能,该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了!
\YF07L]qs- 该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同,则系统没有畸变。
pZt>rv 现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的
光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。
*Ue#Sade b' ~WS4xlD CHG
[8oX[oP NOP
r>CBp$ 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。