SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
`,gGmh
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。 j}7as&
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： :Fz;nG-G
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） { </M C`
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： ~N2){0 j4
FETCH 6 3^AycwNBA
PANT <NZ ^*]
VLIST RAD 1 2 3 4 6 }'mVD^<+
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH 47 >IT
VY 3 TH 20 3 sVtx h]
VY 5 TH =+9.X8SP
VLIST GLM 1 3 F(c~D0
END eIBHAdU+g/
X~ |P
AANT l!CWE
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION B f33%I~
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL #va|&QBZxM
c`}-i6
GNR .5 1 3 2 0 y`O !,kW
GNR .5 1 3 2 .5 mL/]an@Y
GNR .5 1 3 2 .7 &$F4/2|b%
GNR .5 1 3 2 1. [ lZo'o
GNR .5 1 2 1 0 /z:pid,_0
GNR .5 1 2 3 0 b* N y
GNR .5 1 2 1 1 ],CJSA!5F
GNR .5 1 2 3 1 1 T:M?N8J
END `X[L62D
,CqJ ((
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS CA%p^ 4Q
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES i(P/=B
g&9E>w T
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： gM_z`H 5[!
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 V? AHj<
VY 1 G 3 par| j ]
VY 1 G 6 td!WgL,m
VY 1 G 10 q] g'rO'
}% (e`[?1
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： 3 ]xe7F'`
SPECIAL SURFACE DATA NX7(;02
______________________________________________________________________________ Lt ; !q b.
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE / *3[9,
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) .3W DtVE
%zj;~W;qPH
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 mUW|4zl i}
ADEF 1 PLOT. `L p3snS
~Wy&xs Z H
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 Trd/\tX#v&
M 0 100 CLINK &"GHD{ix
ADEF 1 BG:l Zj'I
CD1 FILE 6 (2J_Y*N~>
= CD1 k^3 ?Z2a
?^]29p_
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 s/ [15
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 w5*?P4P
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： XQCu\\> ;
FINAL 5 |Y' xtOMX
ABERRATION LIST V_Z ~$
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT 86Q\G.h7
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 ?"MJ'u
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 +C3IP
v&g(6~b_>
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 &_ X6m0z
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 W\09h Z6
e ='bc 7$
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 (?MRbX]@
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 dhl[JC~ _
-$B om
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 M7Ej#Y
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 \+OP!`
d"zbY\`
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 2`4'Y.Qf
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 & sbA:xZBA
fsc^8
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 0gY,[aQ2
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI n]&/? 6}
BUFFER? C6Qnn@waYb
HfN-WYiR
看看放在哪里。 kIS&! V
BUFF? bni :B?#
Id8^6FLw
The current FILE BUFFER contains C~o6 ]'+F_
1 0.02051954 BEST FIT CV g Z3VT{
2 48.73404382 BEST FIT RD 1B~H *=t4h
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT )W^Wqa8mG|
4 0.50763222 VOL. REMOVED #;. tVo I
5 0.00097815 PEAK DIFF. Bvx%|:R
6 0.00031781 RMS DIFF. 1M&n=s
_
q 4_&C&7
我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ zjd]65P
SYNOPSYS AI>ASY 2!QS&i
,=KJ7zIK?
SPECIAL SURFACE DATA >@^z? nb
______________________________________________________________________________ >W 2Z]V
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE 9:0JWW^so
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) 1G/bqIMg63
Qxj &IX
ADEF 1 PLOT IQ$l!)
@]lKQZ^2&
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。 =8OPj cX.V
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。 .Ajs0 T2
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 ` c~:3^?9d
M 0 50 CLINK kE QT[Lo
ADEF 1 ,lm.~% }P*
CD1 FILE 5 :HhLc'1Jw
= CD1 $?p^
m`t_
0 6 1@N=p8
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 HKO00p7
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES )_!t9gn*wr
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。 d #7 z
N
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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