SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面
YV<y-,Io 在本课中,我们展示如何将球面替换成非球面,从而改善像质。 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。 x9"Cm;H% 这是一个初始镜头,一个校正不佳的三片式镜头: ^$K&Met (如果您想自己运行此案例,始镜头名为6.RLE。) P.'.KZJ:WD 让我们做一个简单的优化运行。 首先,我们只使用球面。 这是MACro: STp9Gh- FETCH 6 OG/b5U PANT +;?mg(: VLIST RAD 1 2 3 4 6 uiVNz8H VY 1 TH 20 3 VY 2 TH R}ki%i5| VY 3 TH 20 3 eQuu\/z*H VY 5 TH fQJ`&9m*BF VLIST GLM 1 3 ^#HaH END >fH0>W+! %
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5 AANT *siX:?l AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION @>)VQf8s1 ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL zm" K(EJ`2]:r GNR .5 1 3 2 0 >}+{;d GNR .5 1 3 2 .5 jE\G_> GNR .5 1 3 2 .7 R2,9%!iiX GNR .5 1 3 2 1. Ghgn<YG GNR .5 1 2 1 0 r5}p . GNR .5 1 2 3 0 QK]P=pE'C GNR .5 1 2 1 1 CS7b3p!I GNR .5 1 2 3 1 srVWN:uuH END 5/=$p:E> h>/teHy / SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS qGk.7wf% SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES ZnEgU}g<2 * Gg7(cnpw 镜头质量得到改善,但5阶球差和3阶球差没有得到平衡: )|~&(+Q?] 转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 ZcN0:xU VY 1 G 3 FA+HR VY 1 G 6 D+]mKPB VY 1 G 10 T}&A-V$ 74Jx \(d 正如所期望的那样,现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何? ASY列表给出了系数: _3`GZeGV SPECIAL SURFACE DATA 4uXGpsL ______________________________________________________________________________ d@Z DIy SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE MntmBj-T G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) Bhv;l/K]) q" VmuQ 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 Y&6jFT_ ADEF 1 PLOT. 9xQ|Uad+% @]Jq28 该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化,是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 +(+lbCW/ M 0 100 CLINK :'[?/<iTg ADEF 1 ug9Ja)1| CD1 FILE 6 7X$CJ%6b = CD1 /TMVPnvz. $u<;X^ 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)。 $H<_P'h-B SYNOPSYS已经有了这种分析的命令,如用户手册的第10.3.3节所述,但如果没有,你会怎么做? 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作,并且如果您想要执行没有命令的操作,最好知道如何使用其他功能。 V IzIl\<aM 加权因子100来自哪里? 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042,其他像差中最大的差异为0.045。 (要查看这些值,可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5,查看五个最大的像差,并得到下表(它位于FINAL ERROR列中)): (JbRhcg FINAL 5 f#s 6 'g
ABERRATION LIST MXA?rjd0 NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT VzT*^PFBg 81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 D$FTnY A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 *). u>'0Xo9R 103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 nAP*w6m0j A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 B&MDn']fV/ Z\0wQ;} 157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 3o rSk A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 #VhdYDbW 4rhHvp 161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 rCo}^M4Pb A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 l"J#Pvi k)+{Y v* 163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 =d;a1AO{& A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 "-:H$ JrBPx/?(,; 因此,这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 6PsT])*>DE 我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行?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 \4 b^*`d BUFFER? Wps^wY *L<EGFP 看看放在哪里。 E?]$Y[KJKs BUFF? s(X\7Hz_nC ^C
K!=oO The current FILE BUFFER contains gPn0-)< 1 0.02051954 BEST FIT CV x}ZXeqt{{ 2 48.73404382 BEST FIT RD D&fOZVuqZ 3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT H7uh"/A 4 0.50763222 VOL. REMOVED xjp0w7L)J 5 0.00097815 PEAK DIFF. 5B%KiE&p 6 0.00031781 RMS DIFF. 1!zd#TX tO&n$$ 我们所需的RMS差异在位置6- 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? h7eb/xEto SYNOPSYS AI>ASY `"~GqFwy~ \6AM?}v SPECIAL SURFACE DATA \FO`WUAF ______________________________________________________________________________ /\e_B6pF< SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE vAP1PQX; G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) eJf]"- HMD\)vMK6 ADEF 1 PLOT 1TEKq#t;y hcW>R 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。 y=Eb->a){ 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。 _ow7E\70 通过拾取FILE 5,我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 -I4@6vE, M 0 50 CLINK A#`$#CO ADEF 1 #bcZ:D@FC CD1 FILE 5 WXo bh = CD1 # a4OtRiI E;H9]*x/ 并重新优化。 现在峰值偏离较小,仅0.00031毫米。 U
`lp56 制造这种非球面有多难? 让我们来看看: ADEF 1 FRINGES 0OlT^ 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。 P\@kqf~pC 使用这些工具,人们可以利用非球面元件,同时要确保它们易于制造。
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