设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
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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。 '/gw`MJ
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： +vxU~WIV&
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） :!vDX2o)\
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： (n&Hjz,Fv
FETCH 6 /2 ,s-^
PANT kcH ?l
VLIST RAD 1 2 3 4 6 J~Gq#C^ e
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH {u BpM9KT
VY 3 TH 20 3 @Q"%a`mKH
VY 5 TH w%,Iy, G@
VLIST GLM 1 3 k~ZwHx(%S
END buGYHZu
_
?f~UvK
AANT _7SOl. 5ZE
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION q#v&&]N=
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL H'uRgBjWJ
<De2 9'},y
GNR .5 1 3 2 0 A[lkGQtS4
GNR .5 1 3 2 .5 dQ*3s>B[
GNR .5 1 3 2 .7 NpRT\cx3
GNR .5 1 3 2 1. [YT"UVI
GNR .5 1 2 1 0 LC5NB{b\%>
GNR .5 1 2 3 0 *iB_$7n`
GNR .5 1 2 1 1 XUU l*5 ^
GNR .5 1 2 3 1 I71kFtvcy*
END MVV9[f
*Yk3 y-
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS #UH|,>W6
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES WU-.lg'c'
C& 0iWY\a
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： 3n' ]\V
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 mDmy 637_
VY 1 G 3 "}PaMR]
VY 1 G 6 4/S% eZB
VY 1 G 10 iARIvhfdi
>^%]F[Wo
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： 4{rwNBj(
SPECIAL SURFACE DATA hV_eb6aj}P
______________________________________________________________________________ m (nGtrQJm
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE g7k|Ho-W
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) Oy$ *ZG )
*]%{ttR~
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 +Io^U
ADEF 1 PLOT. vukI`(#
}p0|.Qu 9
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 ZK))91;v
M 0 100 CLINK +*[lp@zU{
ADEF 1 U/E M(y
CD1 FILE 6 E1: {5F5/
= CD1 5nIm7vlQm
HK>!%t0S
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）。 vX})6O
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。 }6} Gj8Nb
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））： Hep]jxp+
FINAL 5 RKaCX:
ABERRATION LIST ,qJ/Jt$A
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT 7g3vh%G.
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 A P><l@
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 h A6!F#1
BY"<90kBL
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 $trvNbco
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 xq v4gN6
xn(lkQ6Fm
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 >=c<6#:s<9
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 $6 \v1
tF SO "
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 hdtb.u~
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 HjKj.fV
T1 ?fC)
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 u| i a
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 m\|I.BU G
8D[P *?O
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。 B*E:?4(<P
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 s%"3F<\
BUFFER? @#Jc!p7 )
cP63q|[[
看看放在哪里。 r> 4.{\ C
BUFF? &!#,p{}ccU
.r+ u pY
The current FILE BUFFER contains Epsc2TuH7
1 0.02051954 BEST FIT CV ,%e.nj9
2 48.73404382 BEST FIT RD g@hg u
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT y
?]G OQI
4 0.50763222 VOL. REMOVED .)|r!X
5 0.00097815 PEAK DIFF. Ko9"mHNB
6 0.00031781 RMS DIFF. @ae;&
oe,L&2Jz@
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？ ;1^_ . 3
SYNOPSYS AI>ASY F,EcqM'f
}5-^:}gL
SPECIAL SURFACE DATA " jly[M}C
______________________________________________________________________________ L31B:t^
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE =8[4gM +
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) 4- z3+ e
:VC# \/f
ADEF 1 PLOT `sOCJ|rc5
EaGh`*"w(7
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。 XZhuV<
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。 dQLR%i#P8
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 rr>*_67-:
M 0 50 CLINK zz3Rld!b[
ADEF 1 TWkuR ]5
CD1 FILE 5 znv2:
= CD1 VU`aH9g3(
>u#c\s
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 O0Y/y2d
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： w?]k $
ADEF 1 FRINGES H5uWI
k/hE68<6i
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。 VqV6)6
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。 O?|opD
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