SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四:90度目镜
I?f"<5[0 CMC?R,d 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。 rDpe_varA 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。) Zr\2BOcc.l 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。 '9^E8+=| 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。 "F&Tnhh4 CORE 16 ! if you have a multicore PC, by all means use it q:xtm?'$ 8lMZ 如果您有多核PC,请一定要使用它 j FgZ}Xp PROJECT @) +ckMT3 DSEARCH 1 QUIET z
VnIr<!8_ SYSTEM MNkKy(Za ID DSEARCH SAMPLE ! to see how long the process took看看这个过程需要多长时间 613/K`o OBA -1 .6 .05 ! object starts 1 inch inside the lens物体在镜头内1英寸开始 iYkRo>3!QX WAVL 0.6563 0.5876 0.4861 ! visible light 可见光 B#J{ F BfX%|CWh AFOCAL ! output will be collimated输出将是准直的 ,yTN$K%M UNITS INCH ! lens is in inches镜头以英寸为单位 P1dN32H
o OSNA 0.08333 lTn;3' END )$MS
0[? g<M0|eX@~ GOALS #N; $ ELEMENTS 8 ! design for an F/6 objective lens设计用于F / 6的物镜 %rFP#L BACK 0 0 wh9L(0 TOTL 0 0 ! control these with limits in the special section fW(; 限制在特殊的部分控制这些 Tsu\oJ[ STOP TELECENTRIC ! the input beam comes from a distant objective RT 0.5 CP}0Ri) 输入光束来自远程物镜RT 0.5 Q?Wr7 FOV 0.0 .3 .6 .9 1 ! correct three field points 纠正三个视场点 @=CLeQG` FWT 5.0 3.0 3 3 3 ! with these weights 和这些权重一起 bSQ_" ANNEAL 200 20 Q ! annealing is slower, but works better退火速度较慢,但效果更好 >Ja0hS{* SNAPSHOT 10 ! watch the progress 看进度 Z&TD+fT< QUICK 30 40 ! do a quick scan of all designs, 20 passes. Then 20 more with 8a7YHUL<3i 快速扫描所有设计,扫描20次。然后再来20次 ] OUD5T END TV<Aj"xw ! real rays 真实的光线 Xz8$Xz,O SPECIAL PANT K/DH
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r VY 0 TH0 END ! vary the object position within the eyepiece改变目镜内的物体位置 aWdUuid ,Ie<'>hd SPECIAL AANT ADT 1 .1 1 =1O?jrl~q AEC .15 1 1 ! require edge thicknesses of 0.15 inches or more R j-jAH 要求边缘厚度为0.15英寸或更大 *8/VSs ACA 60 1 1 ! stay away from critical angle refraction远离临界角度折射 xOhRTxic M .7 1 A BACK ! specify 0.7 inch eye relief指定0.7英寸的出瞳距离 2ed@HJu LUL 6 1 1 A TOTL ! allow lens length up to 6 inches镜头长度可达6英寸 ;.\g-`jb 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 #sL/y 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 #uB[&GG}W M 0 1 A P YA .5 0 0 0 LB1 ! “LB1” means last surface but 1, or the eye point “LB1” {d8^@UL M 0 1 A P YA 1 ! control distortion this way #&k8TY S GIHT ^Wf
S\M` END
j|ozGO GO ! run the search /=bSt PROJECT ! see how long it took AYt*'Zeg!s O(odNQy~ 这是从DSEARCH 返回的图纸。 %t q& 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。 `nKJR'QC 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。 )4PB<[u PANT _<XgC\4O| VY 0 TH0 "8FSA`>= VLIST RD ALL @#A!w;bz VLIST TH ALL L+7*NaPY* VY 1 GLM %U-Qsy8|D) VY 3 GLM >cTjA): VY 5 GLM iFSJ4 W( VY 7 GLM D6Dn&/>Zp VY 9 GLM ekrBNDs9 VY 11 GLM xwi!:PAf,o VY 13 GLM HXyFj VY 15 GLM f7ZA837Un END G<|:605 AANT P AEC sLNNcj(Cy> ACC lz-
iCZ GSR 0.500000 5.000000 4 M 0.000000 yk`)Cq%=; GNR 0.500000 3.000000 4 M 0.300000 {b[tA,
> GNR 0.500000 3.000000 4 M 0.600000 ,^HS`!s[ E GNR 0.500000 3.000000 4 M 0.900000 GNR 0.500000 3.000000 4 M 1.000000 yYg ADT 6 .1 1 uC)Zs, _5 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 $ND90my ACA 60 1 1 ! STAY AWAY FROM CRITICAL ANGLE REFRACTION 远离临界角度折射 p x0Sy| M .7 1 A BACK ! SPECIFY 0.7 INCH EYE RELIEF 指定0.7英寸的出瞳距离 gXF.on4B LUL 6 1 1 A TOTL ! ALLOW LENS LENGTH UP TO 6 INCHES 允许镜头长度达6英寸 uQWp+}>ZJy 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 %iX/y 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 pcNSL'u+ 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 !n:uiwh M 0 1 A P YA 1 ! CONTROL DISTORTION THIS WAY 以这种方式控制畸变 X'jr|s^s S GIHT moaodmt]x END - {0g#G SNAP/DAMP 1 *CzCUu:%t SYNOPSYS 25 sLZ>v Et.j1M|g 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: Rh[Ib m56 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。 dok)Je 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 86y%=! bS GNO 0 .01 4 M 0 &/iFnYVhy GNO 0 .01 4 M .3 22|"K**3J| GNO 0 .01 4 M .6 -IbbPuRq GNO 0 .01 4 M .9 'Wtf>` GNO 0 .01 4 M 1 Y|:YrZSC !:d L~n 经过多次优化和模拟退火后,镜头更好: K0v.3 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。 ,2ME2@OP 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。 IKo;9|2U 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: ![).zi+m 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! z|Ap\[GS 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。 M}u1qXa 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。 95[wM6?J CHG W-ez[raY NOP ! delete all pickups and solves 删除所有拾取和解 8ZW?|-i END l^
Rm0t_ MSW z,avQR& :pb67Al29 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”。 /h7.oD8CU 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。 .$P|^Zx, 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。 Vha'e3o! 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。 g#|oif9o w2C&%Xk 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。 X>{p}vtvf> 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。 qF'~F`6 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。
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