SYNOPSYS 光学设计软件课程八：复消色差
h3 B s
d;Uzl 1;
本课程介绍比使用简单的双胶合透镜，使色差校正更好的透镜。Rutten＆van Venrooij的书《望远镜光学》（Telescope Optics）给出了如何设计的简要描述。它的要点是，必须使用满足某些特性的三种不同玻璃。可以通过检查玻璃库显示器选择它们。为了说明，我们将从使用Schott目录中的玻璃类型N-SK4，N-KZFS4和N-BALF10开始设计。以下是初始透镜结构：  c(]NpH
in
RLE @ D<KG
ID F10 APO vCPiT2 G
WAVL .6500000 .5500000 .4500000 upD 2vtU
APS 3 =z= $S]qN
UNITS INCH 3A~53W$M
OBB 0.00 0.5 2.00000 -0.01194 0.00000 0.00000 2.00000 . q=sC?D
0 AIR dc ]+1
A
1 RAD -300.4494760791975 TH 0.58187611 8Z^9r /%*Z
1 N1 1.60978880 N2 1.61494395 N3 1.62386887 A bWnDqv
1 GTB S 'N-SK4 ' ka3(sctZ5
2 RAD -7.4819193194388 TH 0.31629961 AIR W~TT`%[
2 AIR wEMh !jAbv
3 RAD -6.8555018049530 TH 0.26355283 ) \iO wA
3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 @kq~q;F
3 GTB S 'N-KZFS4 '
i Mr Np
4 RAD 5.5272935517214 TH 0.04305983 AIR c]qq *k#
4 AIR R V*7? y%3
5 RAD 5.6098999521052 TH 0.53300999 q.
%[!O
5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 L_3undy,
5 GTB S 'N-BAF10 ' f* +eu @
6 RAD -27.9819596092866 TH 39.24611007 AIR &=seI c>x@
6 AIR " `sr#
6 CV -0.03573731 z[7j`J|Kk
6 UMC -0.05000000 "IK QFt'
6 TH 39.24611007 GsYi/Z
6 YMT 0.00000000 UR/l M,N;
7 RAD -11.2104527948015 TH 0.00000000 AIR "y %S.ipWG
END ^>g7Kg"0
dy 4!
>zxF
打开此文件，打开SketchPAD（PAD），然后单击GlassTable按钮 。从打开的框中选择Schott列表。显示如下： 1T{A(<:o$
这显示了Schott玻璃库，单击图表按钮... ;au -NY
...然后选择Plot P(F,e) vs. Ve ERq l^Yr
显示发生了变化，现在横坐标是e线的V-number （0.54607 um），纵坐标是数量(NF – Ne)/(NF – NC)。 7~t,Pt)
复消色差理论表明必须选择三个不在同一直线上的玻璃。 他们必须形成一个三角形，面积越大越好。 绿色圆圈显示的现有玻璃。他们工作得很好 - 但我们希望可以做得更好。 :/Zy=F9:
单击旁边带有数字“1”的绿色圆圈。 那是目前表面上的玻璃1，N-SK4。 现在单击Properties按钮，查看此玻璃的属性，如下所示。 S 1%/ee3
这种玻璃物理性质不是那么稳定：湿度等级为3，酸敏感度为5.让我们看看我们是否能为第一个透镜找到更好的玻璃。 （第一个镜片将与空气接触，物理稳定性非常重要。）再次单击“图形”按钮，然后单击“酸敏感度”单选按钮，然后单击“确定”。 在绿色圆圈附近根据需要滑动鼠标滚轮，使局部图像变得更大，然后单击Full Name按钮。 r A/jNX@S
现在，您可以看到穿过玻璃位置的红色垂直线，显示酸敏感度。玻璃N-SK4的线条相当长，因为该玻璃不是很耐用。在左边你看到N-BAK2，根本没有线（它是最好的类别）。在右侧窗口中显示玻璃名称的地方单击该位置... :r<uH6x|
...再次单击“属性”按钮。很好！该玻璃的酸等级为1，耐湿性更好，价格也更低。 我们没有理由不使用它而是去使用之前的N-SK4。 在表面框中输入表面编号（1），然后单击\Apply/。 玻璃N-BAK2现在分配给表面1。 [OH9/ "
现在通过删除名称（click Spots Only），选择Graph，来清除显示，然后选择No Graph and OK。 ' >GZB
当然透镜没有针对这种玻璃进行优化，因此我们必须运行优化程序。 这是一个可以完成这项工作的MACro。 9~6FWBt
PANT (s/hK
VLIST RAD 1 2 3 4 5 7 ' (JSU
VLIST TH 2 4 END 8s,B,s.
i7qG5U
AANT AEC ACC jIZpv|t)
GSO 0 1 4 M 0 0 ^%^~: <N
GNO 0 .2 3 M .75 0 <i~ MBy.
(
GNO 0 .1 3 M 1.0 0 6LGy 0dWpG
END [Rz9 Di ;
3Mvm'T:[
SNAP SYNO 30 -y8?"WB(b
=:T p H>f*
运行此MACro。 我们得到一个更好的设计，制造更便宜，更耐用的元件，并在0.45至0.65微米的范围内进行校正。 这是该设计的RLE文件： sqAZjfy@
RLE B&l5yI
b
ID F10 APO gFJ.
p
WAVL .6500000 .5500000 .4500000 !nQ!J+ g
APS 3 x Z 3b)j2D
UNITS INCH QLq^[ >n
OBB 0.000000 0.50000 2.00000 -0.00652 0.00000 0.00000 2.00000 we<m%pf
0 AIR mL!)(Bb
1 RAD -167.6807592628928 TH 0.58187611 O-rHfIxY
1 N1 1.53742490 N2 1.54188880 N3 1.54960358 & E@8 z&
1 CTE 0.800000E-05 # d+bld \
1 GTB S 'N-BAK2 ' I}5#!s< {&
2 RAD -7.0647888938302 TH 0.36076391 AIR =.@{ uu;
3 RAD -6.5538674975636 TH 0.26355283 vT*z3
3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 ,a N8`M
3 CTE 0.730000E-05 1^G*)Qn5Df
3 GTB S 'N-KZFS4 ' WU:~T.Su
4 RAD 5.3138288434095 TH 0.03937000 AIR aS^
4dEJ
5 RAD 5.4083667709938 TH 0.53300999 ?8cgQf$
5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 }L.xt88
5 CTE 0.618000E-05 fc'NU(70c
5 GTB S 'N-BAF10 ' 9v=fE2`-
6 RAD -19.4177738787113 TH 39.42904372 AIR Fdgu=qMm
6 CV -0.05149921 3` ov?T(H
6 UMC -0.05000000 %P!6cyQS
6 TH 39.42904372 !J 3dlUFRO
6 YMT 0.00000000 8IErLu }
7 RAD -11.1931120564708 TH 0.00000000 AIR BDW%cs
END +|#lUXC
|s f &t
让我们看看离焦在新设计中如何随色差变化。 Wb* A};wE
CHG MfJ;":]O!
NOP 3)jFv7LAU
END Fa}3UVm
PLOT DELF FOR WAVL = .45 TO .65 @dl{ .,J
[TUy><Z
该分析显示在设计范围内的离焦约为0.0026英寸，并且是一个完美的Airy斑。（后者由图像工具（MIT）计算，其中10个波长分配给透镜，在中心产生良好的白斑，具有相干效果。）离焦不为零，因为程序已经平衡了与球差随波长变化的小偏移。两者都很小。（此版本在L8L3.RLE。）我们如何分配10个波长？ 使用Spectrum Wizard（MSW）。 ]a4rA+NFLB
请注意我们如何在这种情况下绘制DELF而不是BACK，就像我们之前所做的那样。我们用NOP指令消除了所有的求解，所以后面的焦点现在已经固定了。但是，近轴离焦DELF现在随波长而变化。
|
