SYNOPSYS 光学设计软件课程三十七：自动查找和更改镜头结构

I\8F.J1_  
K.R4.{mo  
在本课程种，我们将展示一个具有挑战性的问题，然后利用这些工具，在短时间内，找到优秀的设计。 我们将使用DSEARCH来获取初始结构，然后使用其他功能来修改镜头结构，提高其性能。 O^L#(8bC  
（在本课中，我们将使用模拟退火功能进行搜索和优化，因为它通常会返回最佳结果。但是，由于流程的随机性，该功能并不总是返回相同的结果，因此如果运行这个练习本身，结果可能会有所不同。但整体质量通常大致相同。） 70MSP;^  
根据下面要求设计一个广角目镜。 jfOqE*frl!  
视场角：90度。 cU[^[;4J<  
出瞳距:15毫米或以上 r2xXS&9!|  
望远镜目标的光束数:F/8。 1[
4)Sq?  
可见光谱:C、d、F夫琅和费谱线。 `p'(:W3a  
0.58756微米的光程差 校正在d¼波长内或更好的 +%'!+r l  
C(0.6563微米)和F(0.4876 um) 光程差校正½波长内或更好用 xl]1{$1M  
眼点处的光瞳像差不大于1/2 mm。 Z+%w|Sx  
一个内部视场光阑，其中子午图像误差必须不大于在局部F /number光束中艾里斑的两倍。 [e6zCN^t  
望远镜物镜距离2000mm。
)<+t#5"  
目镜必须不超过10个元件。 目镜总长度不超过200毫米。 xis],.N  
在这里我们将使用计算机来完成它的工作，设计师协助指导。 m8:9Uv  
我们从零开始，使用DSEARCH让计算机自行设计一个初始结构。这个程序的输入如下所示。读者可参阅SYNOPSYS用户手册以了解有关格式的描述。

T!F0_<  
    LOG zF([{5r[!)  
    TIME %RS~>pK1  
    CORE 14 c2o.
H!>  
    DSEARCH 5 QUIET gAPD y/wM  
    SYSTEM \$B%TY  
    ID EYEPIECE EXAMPLE iu$:_W_  
    OBD 1.0E9 45 1.27 qtI42u{  
    UNI MM
;iq58.  
    WAVL CDF brpsZU  
    WAP 1 VHbQLJ0  
    END 'Y;M
%  
#=81`u  
    GOALS pOKs VS%fT  
    ELEMENTS 9 tF&g3)D:NV  
    TOTL 200 .01 K K_  
    BACK 0 0 9()d7Y#d/`  
    FNUM 8.0 10 Q/2(qD; u  
    ASTART 10 !^FR a{b  
    THSTART 10 ^fq^s T.$  
    RSTART 400 Hdxon@,+cd  
    RT 0.0 ":meys6t#  
    NPASS 80 `v"p""_H  
    DELAY OFF m(0c|-  
    ANNEAL 100 25 Q sPxDo?1x-  
    SNAP 10 [(kC/W)!  
    TOPD f$|AU-|<  
        STOP FIRST                   ! keep the stop at the eye point 6dlV:f_\y  
    STOP FREE ,Qb(uirl]  
    QUICK 50 100 m~;}8ObQE  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.  ! correct over five field points .gP}/dj  
    FWT 3 1 1 1 1 1 02RZ>m+  
    END W3M1> (  
xro%AM  
    SPECIAL AANT wnr<# =,I'  
    ACA 50 1 1 g-8D1.U  
    ADT 10 .1 1 D9 \!97  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1  ! control eye relief CEXD0+\q  
    M -.008 4 A P HH 1      ! aim light at objective to right nb|KIW  
    M -.004 4 A P HH .5     ! and control pupil aberrations \96aHOk<  
    M -.0064 4 A P HH .8 NQu.%=  
    M 0 1 A P YA 1               ! and distortion too tMDJ,rT  
    S GIHT wOLA8UYW  
    END }c?W|#y`.o  
    GO (M;jnQ0  
    TIME

=6Q\78b  
DSEARCH返回的最佳设计，优化和退火

Gzw9E.Hk  
    STO 9 G4jyi&]  
    CHG {?YBJnG}x  
    NOP VNT*@^O_=  
    18    TH 2000 [~Vj(H=KwI  
    19    YMT dc=}c/6x  
    20 my+2@ln  
    END m#Dae\w&  
    STEPS = 100 y3Qb2l  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = ,
>Yl(=&  
    0 TO 1 GET 9

0@LC8Bz+'  
为目镜计算的物镜上的光瞳像差

={G0p=~+,p  
选择Add Surface 按钮

\u$[$R5  
带有附加表面的镜头

MJugno  
    5 FLAG

wmDO^}>ZP  
    PANT 12o6KVV^x  
    VY 0 YP1 iPCDxDLN3V  
    VLIST RD ALL BIY"{"hJ  
    VLIST TH ALL B6-1q& E/  
    VLIST GLM ALL i TLX=.M  
    END =OamN7V=  
    AANT P Y_= ]w1  
    AEC 3 1 1 ACM 3 1 1 )F'r-I%Hi  
    ACC ;2}wrX  
    GTR 0 2 4 P 1 0 FLAG GTR 0 2 4 1 1 0 FLAG GTR 0 2 4 3 1 0 FLAG M 0 10 A 1 YA 1 0 0 0 FLAG S 3 YA 1 0 0 0 FLAG 
yN{TcX  
M{4U%lk  
    M   0.125000E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM =Q~@
dP  
    GSR     0.000000     3.000000      4  M     0.000000 z2U^z
*n{  
    GNR     0.000000     1.000000      4  M     0.300000 3,yzRb  
    GNR     0.000000     1.000000      4  M     0.600000 ddzMwucjp  
    GNR     0.000000     1.000000      4  M     0.750000 3,^.  
    GNR     0.000000     1.000000      4  M     0.900000 a98J_^n  
    GNR     0.000000     1.000000      4  M     1.000000 :x3"Cj  
    GSO     0.000000     0.281753      4  M     0.000000 sH51 .JG  
    GNO     0.000000     0.093918      4  M     0.300000 0)]?@"j  
    GNO     0.000000     0.093918      4  M     0.600000 [=]LR9c4  
    GNO     0.000000     0.093918      4  M     0.750000 &a!MT^anA~  
    GNO     0.000000     0.093918      4  M     0.900000 uJSzz:\  
    GNO     0.000000     0.093918      4  M     1.000000 zGtv(gwk  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 9?tG?b0  
    ACA 50 1 1 trz&]v=:  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ! CONTROL EYE RELIEF Cs'<;|r(  
    M -.01 5 A P HH 1  ! AIM LIGHT AT OBJECTIVE TO RIGHT M -.005 5 A P HH .5 ! AND CONTROL PUPIL ABERRATIONS $&X-ay o  
    M -.008 5 A P HH .8 Oh5aJ)"D  
    M 0 1 A P YA 1  ! AND DISTORTION TOO ;5tQV%V^Q  
    S GIHT '0<9+A#  
    END W|(U}PrC  
    SNAP/DAMP 1 #CRd@k?  
    SYNOPSYS   80

.&2~gA  
镜头在增加一个透镜之前，优化视场光阑

2= zw!  
    AEI 6 1 123 0 0 1 0 0

."Q}2  
镜头通过添加新镜片后重新优化

9`tSg!YOh  
     --- ARGLASS 6 QUIET 5;X r0f  
    Lens number     6 ID EYEPIECE EXAMPLE X16vvsjw5  
    GLASS S-FSL5Y          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  18; MERIT =   0.567006E-01 u]Z;Q_=  
    GLASS S-LAL14          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   1; MERIT =   0.559695E-01 nL+y"O  
    GLASS S-LAL8           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  10; MERIT =   0.606200E-01 Hm'aD2k  
    GLASS S-LAL8           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   8; MERIT =   0.586577E-01 v}TFM  
    GLASS S-NPH4           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   3; MERIT =   0.463717E-01 :6J&%n  
    GLASS S-NPH4           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  14; MERIT =   0.561651E-01 D"CU J?  
    GLASS S-NPH4           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   5; MERIT =   0.511101E-01 NA+7ey6  
    GLASS S-NPH4           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  16; MERIT =   0.551983E-01 O>d [;Q  
    GLASS S-LAH92          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  20; MERIT =   0.485848E-01 qIwsK\^p  
    GLASS S-LAH89          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  12; MERIT =   0.507509E-01

Nxr\Yey  
最终设计的畸变图

Z8`Y}#Za[  
    CHG
Gn^m541  
    7 MXSF ]]P@*4!  
    END

[l}H%S   
MIT对话框，带有视场光阑边缘上的点的图像。看起来很清晰。