SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
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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。 b$M? _<G
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： 2TIZltFS0e
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） XmX Hs4
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： NShA-G N5
FETCH 6 u 2BVQ<SA
PANT ~+4 OG 0
VLIST RAD 1 2 3 4 6 o&X!75^G>
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH Y&+<'FA
VY 3 TH 20 3 Q6DE|qnV
VY 5 TH C96|T>bk
VLIST GLM 1 3 -6 DfM,
END P$w0.XZa
JQ0KXS Nr
AANT <0Q`:'\.>
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION z3>} (+
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL >. zk-`>-
Grkj @Q*
GNR .5 1 3 2 0 ^i@t OtS
GNR .5 1 3 2 .5 yyBfLPXZ
GNR .5 1 3 2 .7 Imi_}NB+
GNR .5 1 3 2 1. )e Ub@ Eu
GNR .5 1 2 1 0 X $cW!a
GNR .5 1 2 3 0 K b{
GNR .5 1 2 1 1 \N7
E!82
GNR .5 1 2 3 1 9 ?h)U|J?G
END Y[*z6gP(
]D(%Ku,O%
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS w^P4_Yr[T
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES 8t h G-
C8a Yg
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： g$$uf[A-SL
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 >Rx^@yQ!+z
VY 1 G 3 E l m/T]6
VY 1 G 6 g+)T \_#u
VY 1 G 10 nq A>
}A
,mjwQ6:Ny
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： '7wWdq
SPECIAL SURFACE DATA -pcYhLIn
______________________________________________________________________________ }vp\lK P
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE b9`MUkGGd
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) orEwP/L:
Rs5G5W@"A
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 aBol9`6
ADEF 1 PLOT. Nlu y]h
&
l[rIjyL@
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 4 ,T S1 H
M 0 100 CLINK [o\ O^d
ADEF 1 ]\*g/QV
CD1 FILE 6 64`V+Hd
= CD1 [V}I34UN
Hza{"I*^
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）。 (CO8t~J=
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。 }U%2)M
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））： lSl=6R
FINAL 5 n1 6, u$|
ABERRATION LIST [ @&
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT Zwp*JH+G
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 "4}{Z)&R2
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 T%?<3 /Ev!
EC&w9:R
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 ,Q >u
N
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 @dD70T
rp.JYz,
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 FZb\VUmnV
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 WE68a!6
CzST~*lH
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 RcMW%q$dG
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 B,, f$h!
ep>S$a*|
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 <~vamim#K
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 .6f
%"E,
jsfyNl? 6
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 >*B/Wy
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 x gnt)&7T
BUFFER? Xn9TQ"[4
uFL~^vz
看看放在哪里。 *A;~~ SQ
BUFF? >jRz4%
kbBX\*{yh
The current FILE BUFFER contains tDF6%RG
1 0.02051954 BEST FIT CV "JKrbgN@;L
2 48.73404382 BEST FIT RD ld$LG6[PA
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT 3m
4 0.50763222 VOL. REMOVED ?4(uwX p
5 0.00097815 PEAK DIFF. R0,
Q `
6 0.00031781 RMS DIFF. (]vHW+'
%'%r .
我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ 3RZP 12x
SYNOPSYS AI>ASY p!|ok #s W
FsTE.PT
SPECIAL SURFACE DATA K({+3v K
______________________________________________________________________________ JrQ*.lJj
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE 3[pA:Z+xx
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) 8L9xP'[ ^
Uw)?u$+
P
ADEF 1 PLOT #4Xe zj,g*
uhbo/7d'7
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。 M
g1E1kXe
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。 mc~d4<$`!
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 Etg'"d@[
M 0 50 CLINK (Lo<3a-]
ADEF 1 |j#x}8 [(
CD1 FILE 5 ,a~-
(@
= CD1 $._p !, <
L'`W5B@
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 :S{[^ -"
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES 593D/^}D
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。 -A[i TI"
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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