设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
IB:e yq- +
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。 N|hNh$J[
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： Qb}7lm{r
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） R r ! PU
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： U]j4Izq
FETCH 6 a$ a+3}\
PANT 9k8ftxB^
VLIST RAD 1 2 3 4 6 *n mr4Q'v{
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH hNBv|&D#
VY 3 TH 20 3 4GWt.+{J$
VY 5 TH y;A<R[|Ve
VLIST GLM 1 3 Uf )?s z
END ]:`q/iS&
w"d~R
AANT [.4R ,[U
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION 4D I.R K9
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL eq.K77El{J
N^7Qn*qt[
GNR .5 1 3 2 0 (7BG~T
GNR .5 1 3 2 .5 S|!)_RL
GNR .5 1 3 2 .7 MMCac6;Aea
GNR .5 1 3 2 1. owL>w
GNR .5 1 2 1 0 ULc oti=,
GNR .5 1 2 3 0 jn vJ`7zFP
GNR .5 1 2 1 1 YW55i yM
GNR .5 1 2 3 1 z`UL)W
END W^; wr #
PD$XLZ
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS 0,+RF "R
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES 5=%:CN!/@p
!|6M ,Rk_
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： [ of{~
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 GJz d4kj
VY 1 G 3 vQB;a?)o
VY 1 G 6 `tA~"J$32l
VY 1 G 10 OAPR wOQ^=
Q A?e2kd
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： # 4S">u
SPECIAL SURFACE DATA n'R9SnW
______________________________________________________________________________ ipU,.@~#
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE k(1]!c4J0
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) 7U68|\fI!
0'y9HE'e
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 2w)[1s[
ADEF 1 PLOT. Ut:>'TwG
X,VOKj.%
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们看看我们是否可以通过更容易制作的非球面获得类似的性能。 在AANT文件中添加了这些行 zf-)c1$*r
M 0 100 CLINK gyi<ot;
ADEF 1 _kUf[&
CD1 FILE 6 ozN#LIM>P
= CD1 iXt1{VP'K
#T<<{ RA
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）。 d|5V"U]W;
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。 ,)%al76E
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））： y<r7_ysi
FINAL 5 USF&; M3
ABERRATION LIST %oVoE2T{@
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT tlhYk=yq
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 *L_ +rJj,
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 ! Ra.DSL
( iM*Y"Y
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 UHr0J jQK
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 dI k/vg
dXr=&@ 1
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 zK.%tx}+=k
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 r #H(kJu,
^M?O
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 iW.4'9
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 s5{N+O)~S
h E.NW
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 9_yO 6)`
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 S[p.`<{J
Br w-"tmx
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。 0I6[`*|SX
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 i,HafY
BUFFER? |eS5~0<`
T=lir%q
看看放在哪里。 72rnMHq
BUFF? 5 :O7c Br
wX(h]X"q
The current FILE BUFFER contains E- Z6qZ^
1 0.02051954 BEST FIT CV i=b<Mz7|
2 48.73404382 BEST FIT RD z'cVq}vl
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT VQSwRL3B=
4 0.50763222 VOL. REMOVED 2c?-_OCy;
5 0.00097815 PEAK DIFF. +# qW 0 g
6 0.00031781 RMS DIFF. Y 1 e>P
piq1cV
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？ 8GpPyG
],e
SYNOPSYS AI>ASY P%#WeQ+
Pl|e?Np
SPECIAL SURFACE DATA ;O7Cahd F
______________________________________________________________________________ RmXC
^VQ
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE 5?-cP?|.9
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) L,!3
^kg[n908Nw
ADEF 1 PLOT >uMj}<g#Z?
nX jf,J-T
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。 7A7=~:l\G
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。 /?<tjK' "H
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 MU o}Qi0K
M 0 50 CLINK US8pT|/
ADEF 1 $nR1AOm}.B
CD1 FILE 5 gF k~SJd
= CD1 5sbMp;ZM
l2>ka~
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 ~ I in|
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： Uh QsT^b_
ADEF 1 FRINGES W zM 9{c
&(H;Bin'
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 1pe eecE
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时注意它们易于制造。 ?m&?BsW$)
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