SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
*T"JO |
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。 cE> K:3n
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： Tl5K'3
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） (__=*e w
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： :' ?%%P
FETCH 6 )QE7$|s
PANT O=LS~&=,
VLIST RAD 1 2 3 4 6 fL.;-
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH r ?Jxl<
VY 3 TH 20 3 |7]7~ 6l
VY 5 TH W Xu:mv,'e
VLIST GLM 1 3 y
,isK
END J_YbeZ]
} [}u5T`w>
AANT 0#4_ vg .
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION w]GoeIg({
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL (rO_ Vfaa
S>}j sP:V
GNR .5 1 3 2 0 !R; P"%PHV
GNR .5 1 3 2 .5 \]GO*]CaV
GNR .5 1 3 2 .7 g]85[xz
GNR .5 1 3 2 1. u':- DgK
GNR .5 1 2 1 0 9 tkj:8_
GNR .5 1 2 3 0 o zH7c_ <
GNR .5 1 2 1 1 _Z+tb ]
GNR .5 1 2 3 1 I\DmVc\l
END B 3|zR
'ah|cMRn
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS _ _cJ+%e
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES 5,`U3n a,
wVkms
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： %41dVnWB^4
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 5w"f.d'
VY 1 G 3 @Tb
T
VY 1 G 6 <_@ K4zV
VY 1 G 10 6g4CUP'Y
fv$Y&_,5
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： "Pi\I9M3
SPECIAL SURFACE DATA 5MV4N [;
______________________________________________________________________________ m)3?hF)
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE ms'&.u&<
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) +#8?y
5~q
b\NWDH7}
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 !+Z"7e
nj
ADEF 1 PLOT. Yf. H$L
N[X%tf\L]F
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 3Gq Js
M 0 100 CLINK }'$ 6EgX
ADEF 1 ;wND?:
CD1 FILE 6 #3u3WTk+
= CD1 G~_5E]8
#@H{Ypn`
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）。 .O @bX)
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。 MbLG8T: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））： NHA
2 i
FINAL 5 L(TO5Y]
ABERRATION LIST YS=|y}Q|7d
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT q)gZo[] ~
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 K+2bN KZ0
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 o_/C9[:
Y<TlvB)w
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 +4\JY"oi
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 &RRggPx"k
l|O^yNS
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 D *W+0
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 mXlXB#N
]W <E#^
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 EA7]o.Nm*{
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 6CO>Tg:%
V\ch0i
1
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 ^!k^=ST1J
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 g3n^
<[E
?"+' OOqik
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 nkHr(tF
7
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 2#_9x7g+
BUFFER? ~6U@*Svk
p 9R`hgx
看看放在哪里。 G+4a%?J H
BUFF? OzBo *X/p
RL~|Kr<7J
The current FILE BUFFER contains ^T'+dGU`
1 0.02051954 BEST FIT CV ^q"p 8
2 48.73404382 BEST FIT RD .Y'kDuUu
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT ;nLQ? eS\
4 0.50763222 VOL. REMOVED J&^r}6D
5 0.00097815 PEAK DIFF. 1 j o.d
6 0.00031781 RMS DIFF. rsBF\(3 b~
]@l~z0^|[_
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？ z%lj EI"<C
SYNOPSYS AI>ASY Gcg`Knr
7qon:]b4
SPECIAL SURFACE DATA ./kmI#gaV
______________________________________________________________________________ ]=9%fA
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE @^Mn
PM
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) W#e:r z8=
WP 32t@
ADEF 1 PLOT T1PWFw\GH
,!kyrk6
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。 !f)'+_d
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。 HT
A-L>Cee
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 GY, @jp|R
M 0 50 CLINK {ZbeF#*"
ADEF 1 x0.&fCh%
CD1 FILE 5 mfG|K@ODM-
= CD1 |:!#k A
DBCL+QHA
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 dcU|y%k%
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES Y+upZ@Ga
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。 }y|% wym
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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