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optics1210 2018-09-26 16:42

SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四:90度目镜

"g;}B"rG  
llBW*4'  
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。 <m?/yRE K2  
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。) ~c GH+M@  
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。

G?yG|5.pU  
以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。
V0$:t^^  
    CORE 16           ! if you have a multicore PC, by all means use it klC48l  
-f[95Z3}  
     如果您有多核PC,请一定要使用它 ^5gB?V,  
    PROJECT K06&.>v_  
F, p~O{ Q  
    DSEARCH 1 QUIET o>4GtvA*  
    SYSTEM w8AHs/'r  
    ID DSEARCH SAMPLE     ! to see how long the process took看看这个过程需要多长时间 3H/4$XJB  
    OBA -1 .6 .05      ! object starts 1 inch inside the lens物体在镜头内1英寸开始 iX'#~eK*<  
    WAVL 0.6563 0.5876 0.4861 ! visible light 可见光 1|\/2  
'St\$X  
    AFOCAL           ! output will be collimated输出将是准直的 6~6*(s|]A  
    UNITS INCH      ! lens is in inches镜头以英寸为单位 tJY3k$YX  
    OSNA 0.08333 UzmD2A sO"  
    END < G:G/  
!"x&tF  
     GOALS &!FWo@  
     ELEMENTS 8     ! design for an F/6 objective lens设计用于F / 6的物镜 A4|a{\|$  
     BACK 0 0 mo3HUXf}8  
     TOTL 0 0          ! control these with limits in the special section Wd_KZ}lX  
                                限制在特殊的部分控制这些 zz+[]G+"2m  
     STOP TELECENTRIC      ! the input beam comes from a distant objective  RT 0.5 $T80vEi+u  
                                                 输入光束来自远程物镜RT 0.5 ];o[Yn'>o  
     FOV 0.0 .3 .6 .9 1 ! correct three field points 纠正三个视场点 }xM >F%  
     FWT 5.0 3.0 3 3 3 ! with these weights 和这些权重一起 jPNm $Y1  
     ANNEAL 200 20 Q          ! annealing is slower, but works better退火速度较慢,但效果更好 ;7 Y4 v`m  
     SNAPSHOT 10           ! watch the progress 看进度 U*6)/.J  
     QUICK 30 40           ! do a quick scan of all designs, 20 passes. Then 20 more with RBzBR)@5   
            快速扫描所有设计,扫描20次。然后再来20次 4!KUPgg  
     END ep2#a#&'  
              ! real rays 真实的光线 a5xp[TlXn.  
     SPECIAL PANT ,] ,dOIOwn  
     VY 0 TH0  END          ! vary the object position within the eyepiece改变目镜内的物体位置 'hi.$G_R  
zcNv T  
    SPECIAL AANT ADT 1 .1 1 42: 6=\  
    AEC .15 1 1           ! require edge thicknesses of 0.15 inches or more 564)ha/^(  
            要求边缘厚度为0.15英寸或更大 RK`C31Ws  
    ACA 60 1 1           ! stay away from critical angle refraction远离临界角度折射 XZFM|=%X  
    M .7 1 A BACK           ! specify 0.7 inch eye relief指定0.7英寸的出瞳距离 noa =wy  
    LUL 6 1 1 A TOTL          ! allow lens length up to 6 inches镜头长度可达6英寸 *^&2L,w  
    M -1 10 A P HH 1          ! require full-field ray angle of 45 degrees要求全场光线角度为45度 Bzw!,(u/ "  
    M 0 1 A P YA 1 0 0 0 LB1 ! correct for pupil aberration at two fields纠正两个视场的瞳孔像差 Z>H y+Q4  
    M 0 1 A P YA .5 0 0 0 LB1 ! “LB1” means last surface but 1, or the eye point “LB1” z!GLug*j`  
    M 0 1 A P YA 1           ! control distortion this way IaLCWvHX  
    S GIHT $NtbI:e{  
    END Xr@]7: ,  
    GO                    ! run the search >~sAa+Oxi  
    PROJECT               ! see how long it took
}vbs6u  
_#/zH~V%  
这是从DSEARCH 返回的图纸。
[nam H a  
这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH08.RLE,它在PAD中自动打开。
(E*eq-8  
该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
C&vUZa[p  
    PANT 5xawa:K  
    VY 0 TH0 @;we4G5  
    VLIST RD ALL p=65L  
    VLIST TH ALL #X(KW&;m  
    VY   1 GLM @sAT#[j  
    VY   3 GLM D^knN-nZ*  
    VY   5 GLM O!D0 hW4  
    VY   7 GLM [y}0X^9,E  
    VY   9 GLM bI,gNVN=  
    VY  11 GLM X;I;CZ={  
    VY  13 GLM :! h1S`wS  
    VY  15 GLM y[s* %yP3l  
    END 7aJLC!  
    AANT P AEC m|)Mc VV  
    ACC S WYIQ7*  
    GSR     0.500000     5.000000      4  M     0.000000 q.l" Y#d  
    GNR     0.500000     3.000000      4  M     0.300000 Lii,L}  
    GNR     0.500000     3.000000      4  M     0.600000 pk*cc h#  
    GNR     0.500000     3.000000      4  M     0.900000 GNR     0.500000     3.000000      4  M     1.000000 32r2<QrX  
    ADT 6 .1 1 e.<$G'  
        AEC .15 1 1        ! REQUIRE EDGE THICKNESSES OF 0.15 INCHES OR MORE 需要0.15英寸或更大的边缘厚度 w>:~Ev]  
        ACA 60 1 1         ! STAY AWAY FROM CRITICAL ANGLE REFRACTION 远离临界角度折射 vPn(~d_  
        M .7 1 A BACK       ! SPECIFY 0.7 INCH EYE RELIEF 指定0.7英寸的出瞳距离 tf?u ;n  
    LUL 6 1 1 A TOTL   ! ALLOW LENS LENGTH UP TO 6 INCHES 允许镜头长度达6英寸 K>2mm!{  
    M -1 10 A P HH 1   ! REQUIRE FULL-FIELD RAY ANGLE OF 45 DEGREES 需要45度的视场光线角度 $\|$ekil4  
    M 0 1 A P YA 1 0 0 0 LB1  ! CORRECT FOR PUPIL ABERRATION AT TWO FIELDS 正确处理两个错误行为 ?X1vU0 c  
    M 0 1 A P YA .5 0 0 0 LB1  !  LB1  MEANS LAST SURFACE BUT 1, OR THE EYE POINT LB1意味着最后的表面,而不是出射点 "-'w,g  
    M 0 1 A P YA 1       ! CONTROL DISTORTION THIS WAY 以这种方式控制畸变 #4ZDY,>Xi#  
    S GIHT wr/Z)e =^3  
    END ,iXE3TN;W  
    SNAP/DAMP 1 Ub%al D  
    SYNOPSYS   25
G] -$fz  
AS34yM(h  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。 以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果:
;hz"`{(JY  
我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个波长的误差。 OKU9v{  
我们将一些OPD目标函数添加到评价函数中? 在AANT文件中添加如下内容
#-ioLt%  
    GNO 0 .01 4 M 0 ZqHh$QBD 9  
    GNO 0 .01 4 M .3 sglYT!O  
    GNO 0 .01 4 M .6 xD}ha  
    GNO 0 .01 4 M .9 EROf%oaz=  
    GNO 0 .01 4 M 1
<n iq*  
/;t42 g9w  
经过多次优化和模拟退火后,镜头更好:
T#.5F7$u  
我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。 e~C^*wL  
在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™ 。 光线可以很好地瞄准眼点。 虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。 w z-9+VN6  
接下来我们要检查畸变。 一些质量差的目镜显示出明显的畸变,因此我们必须进行检查。 命令GDIS 21 G将生成如下图片:
xF'9`y^]!@  
我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能,该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了! 2jTP (b2b  
该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。 GIHT类似地是在近轴上的弧度角。 如果两者数值相同,则系统没有畸变。 }+K SZ,  
现在难点是, 我们必须检查图像质量。 这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的光谱进行加权。 首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。
m L#-U)?F  
    CHG d&: ABI  
    NOP ! delete all pickups and solves 删除所有拾取和解 _cqB p7  
    END jg]_'^pVzr  
    MSW
j$h.V#1z  
3%?01$k  
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Visual并选择Visual,Bright light。 单击10个波长的选项,然后单击“获取光谱”。
?*I2?   
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Apply并关闭对话框。
=@U~ sl [  
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。
Np4';H  
0.9视场的图像不如全视场的图像好。让我们回到3个波长的版本,将OPD的权重增加到0.02,然后重新优化。
lE~5 b  
MS,J+'2  
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。 >t|u 8/P  
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。 (|_1ku3!  
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。

箜尘april 2021-04-13 10:46
好高级的样子
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