设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
a7c`[
在本课中，将展示如何将非球面项添加到球面，从而改善图像。 然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。 _ ]33Ht9
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： %'ah,2a%
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） zzh Z1;\
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： &BLCP d
FETCH 6 NuPlrCy;
PANT +Eh.PWEe
VLIST RAD 1 2 3 4 6 nKzm.D gt_
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH z?<B@\~
VY 3 TH 20 3 FJDC^@ Ne
VY 5 TH pJvPEKN
VLIST GLM 1 3 s2"`j-i Q
END iAZ8Y/
'x{oAtCP9
AANT >#$SaG!
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION J/'Fj?
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL OA*O =
pDZewb&cA
GNR .5 1 3 2 0 W,Nqev Xo:
GNR .5 1 3 2 .5 <wk
GNR .5 1 3 2 .7 /M%>M]
GNR .5 1 3 2 1. t*9 gusmG
GNR .5 1 2 1 0 #?Kw
y
GNR .5 1 2 3 0 ".
tW5O>
GNR .5 1 2 1 1 s[{[pIH
GNR .5 1 2 3 1 :-}K:ucaj
END \K nRQtlI
= 4MTb_
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS <HoCt8>U
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES F| eWHw? t
4WvW11q8U
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： T8a' 6otc
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 f~T7?D0u}N
VY 1 G 3 w[
v {)
VY 1 G 6 >Xk42zvqn
VY 1 G 10 ## 6\~!P
3 ~T ~Bs
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： m;~} }~&vQ
SPECIAL SURFACE DATA >^~^#MT
______________________________________________________________________________ ):'wxIVGI
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE 4`Ud\J m[s
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) KE3`5Y!
5P\>$N1p
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 iT
:3e%
ADEF 1 PLOT. EL`|> /[J
;&&<zWq 3h
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们看看我们是否可以通过更容易制作的非球面获得类似的性能。 在AANT文件中添加了这些行 %`C*8fc&
M 0 100 CLINK UE'=9{o`
ADEF 1 u9"yU:1keb
CD1 FILE 6 ?Y W~ 7zG
= CD1 %PYO9:n
@4*:qj?
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 KAClV%jP
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 vHf)gi}O|
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用方便的FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： Uw("+[ 5O0
FINAL 5 ,!l _
ABERRATION LIST =@Oo3*>
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT G 1 "QX
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 ByY2KJ7
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 H ni^S
:EV.nD7
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 9,'m,2%W
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 $\BYN=#
$(9QnH1KY
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 [Kwj
7q`
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 G1z*e.+y
%XG m\p
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 "tC Tkog3]
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 ,,{;G'R|
/xk7Z
q
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 0(7 IsG=t
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 \EfX3ghPI
KQPu9f9
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。 .rtA sbp.!
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？ 简单。 当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI问题 Y6v{eWtSn
BUFFER? '0D$C},^|8
`DY
yK?R
看看放在哪里。 qi4P(s-i
BUFF? 5*%Gh&)
wD9K\%jIr!
The current FILE BUFFER contains >R F|Q
1 0.02051954 BEST FIT CV h-P|O6@Ki
2 48.73404382 BEST FIT RD j?2~6W/[
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT Wi&v?nm
4 0.50763222 VOL. REMOVED -$Z1X_~;)<
5 0.00097815 PEAK DIFF. 6YM X7G]
6 0.00031781 RMS DIFF. : .x((
FU
>38>R0k35
位置编号6具有所需的RMS差异 - 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ j*DPW)RkKX
SYNOPSYS AI>ASY ;MS.ag#
uE's& H
SPECIAL SURFACE DATA d)AYY}pw
______________________________________________________________________________ x?wvS]EBg
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE z By%=)`
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) 1q7&WG
D^6* Cwb
ADEF 1 PLOT KOy{?
cZh0\Dy U
现在RMS差异仅为0.00018。 在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。 p1 KhI;^
现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 L jy797{f
通过简单地拾取FILE 5而不是6，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。让我们试试这个想法。 将额外的AANT条目更改为
aN0[6+KP;
M 0 50 CLINK =
7y-o
ADEF 1 yzS^8,
CD1 FILE 5 $wUYK%.
= CD1 T)mQ+&|
xWG@<}H
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 P~\rP6
;
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： H~j@ n!)
ADEF 1 FRINGES ukR0 E4p
+dCDk* /m
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 A 6S0dX
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时注意它们易于制造。 f]NLR>$L}
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