SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
dEp/dd~(&
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。 I__ 4I{nI
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： noA-)
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） <%bw /
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： 0jB X5
FETCH 6 8&}~'4[b[$
PANT AR L
VLIST RAD 1 2 3 4 6 *M~.3$NN
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH m/USC'U%
VY 3 TH 20 3 CJNG) p
VY 5 TH e ^e$mtI
VLIST GLM 1 3 FMu !z
END - G ?%QG`v
f\ "` 7
AANT 9Z!lmfnJ
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION z] @W[MHY
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL }. %s
xw
Etmo7 8e
GNR .5 1 3 2 0 fwmLJ5o
N
GNR .5 1 3 2 .5 Xt(!
a
GNR .5 1 3 2 .7 zW'/2W.
GNR .5 1 3 2 1. 0 K3Hf^>m
GNR .5 1 2 1 0 3sC: jIp
GNR .5 1 2 3 0 nN{dORJlx
GNR .5 1 2 1 1 `
py}99G
GNR .5 1 2 3 1 O@`J_9
END 'yT`ef
\j:gr>4
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS I #l;~a<9z
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES :Kay$r0+
Ff/Ig]Lb
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： q0|Z oP
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 |[wyc!nY).
VY 1 G 3 $y6rvQ
2>S
VY 1 G 6 *98Ti|
VY 1 G 10 YeIe\3x!N
`Yogq)G}
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： ` !kL1oUYE
SPECIAL SURFACE DATA 7&t~R}&|
______________________________________________________________________________ xT+
;w [s
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE UT-ewXh
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) B/u*<k4
^?Vq L\V5
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 8dV=1O$ /
ADEF 1 PLOT. oQBiPN+v.3
}B*,mn2N
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 B? TpBd
M 0 100 CLINK El 1:?4;
ADEF 1 z[FI 2jl
CD1 FILE 6 {3 SdX
= CD1 ) :}Fu
6BPAux.]
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）。 )6C`&Mj
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。 KQW!\y?$"
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： yr{5Rp05=
FINAL 5 *?b@>_1K
ABERRATION LIST 09x+Tko9;*
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT vu>YH)N_h
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 1bDJ}M~]z
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 %d-`71|lG^
`&G}
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 dWIZ37w+D
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 Z3I L8
iZu:uMoc
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 G#g{3}dcK
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 |Pj9ZG#
n1JC?+
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 ][ rTQt m
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 w2K Wa-BO
WkcH 5[
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 ?bn;{c;E
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 p( HyRCH
s.bT[ 0Vl
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 Wu]/( F
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI #EEG>M*xB
BUFFER? 0\ZaMu #
a5>)?m
看看放在哪里。 `Q+ i-y
BUFF? qYDj*wqf
B>ge,
}{
The current FILE BUFFER contains ;*"!:GR% h
1 0.02051954 BEST FIT CV rS=tcB O
2 48.73404382 BEST FIT RD 4*YOFU}l
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT CF,8f$:2
4 0.50763222 VOL. REMOVED Q Id"C l)3
5 0.00097815 PEAK DIFF. @-}D7?
6 0.00031781 RMS DIFF. y`\mQ48V
(v|ixa
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？ Q*,6X*W!~
SYNOPSYS AI>ASY o- cj&Cv%
J.*[gt%O|
SPECIAL SURFACE DATA (0X,Qwx
______________________________________________________________________________ J& n ^y
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE HDa ~7wE
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) 3j]UEA^
.A )\F ",X
ADEF 1 PLOT %_]=i@Y~
9*7Hoi4Ji
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。 x:=0.l#
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。 %H 8A=
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 M-}j9,oR`
M 0 50 CLINK rSM $E
ADEF 1 m ]{<Ux
CD1 FILE 5 J(3gT }z-
= CD1 Jsl k
eL] {#WL
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 5xG|35Pj
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES E.?E~ }z
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。 [K"U_b}w
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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