SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面
^8.s"4{ 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。 Z.}Z2K 这是一个初始镜头,一个校正不佳的三片式镜头: #W$6[#7=I (如果您想自己运行此案例,始镜头名为6.RLE。) L"8Z5VHA&& 让我们做一个简单的优化运行。 首先,我们只使用球面。 这是MACro: %Ev)Hk FETCH 6 2CMWJi PANT C6"{-{H VLIST RAD 1 2 3 4 6 z`H|]${X VY 1 TH 20 3 VY 2 TH (usFT_ VY 3 TH 20 3 xs
1V?0 VY 5 TH h
?_@nQ! VLIST GLM 1 3 = }ELu@\V[ END -,186ZVZ nt:ZO,C:R AANT [L>mrHqG AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION 73j\!x ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL KzZfpdI92 %y)]Q| GNR .5 1 3 2 0 8B?*?,n5 GNR .5 1 3 2 .5 ]FNe&o1zX GNR .5 1 3 2 .7 7Y?59
[ GNR .5 1 3 2 1. j'x@P+A GNR .5 1 2 1 0 %)ri:Q q GNR .5 1 2 3 0 _TwEym.V GNR .5 1 2 1 1 i);BTwW)#] GNR .5 1 2 3 1 3mQ3mV: END btOx\y} lT?Vt`==~M SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS Qo/pz2N SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES ! FVD_8 /&Hl62Ak 镜头质量得到改善,但5阶球差和3阶球差没有得到平衡: sFPh? 转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 C%#w1k VY 1 G 3 eN'b"_D VY 1 G 6 V~_6t{L VY 1 G 10 CZ!gu Y= _WGWU7h 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: hwQrmVwvP SPECIAL SURFACE DATA ^S`N\X ______________________________________________________________________________ >u\'k+= SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE },=ORIB B: G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) z57q| n5 <B* 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 iu9+1+- ADEF 1 PLOT. >guX,hx^ _1jbNQa 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 QFB2,k6jN M 0 100 CLINK >}bkX
6c5 ADEF 1
z5_jx&^Z CD1 FILE 6 BXNC(^ = CD1 "yK)9F[9Mo 6P
T) 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)。 [x%8l,O
#l 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。 th{ie2$ 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)): CD.
XZA[ FINAL 5 ^jXKM!}-E ABERRATION LIST V`0Y
p NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT :j#zn~7 81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 M96Nt&P` A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 ?Ld:HE P_P~c~o 103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 iOk`_LG# A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 .zy2_3: 7H4\AG\> 157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 VVEJE$ A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 YkQ=rurE L*P*^I^1 161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 <'jygZ( A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 gk}.LE [U$`nnp 163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 F ~e}=Nb A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 M=fhRCUB ~iIFe+6 因此,这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 *o6QBb 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 s]HJcgI BUFFER? Y3ypca&P9 *CV I@:Q9 看看放在哪里。 KfSbm? BUFF? AHT(Z~C ;[7#h8 The current FILE BUFFER contains 8SBa w'a 1 0.02051954 BEST FIT CV PKev)M;C+ 2 48.73404382 BEST FIT RD ;T<'GP'/r 3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT 6|Crc$4l 4 0.50763222 VOL. REMOVED rc}=`D` 5 0.00097815 PEAK DIFF. qvs[Gkaa@ 6 0.00031781 RMS DIFF. SIzA0
yn2k!2]&T< 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? pW&8 =Ew SYNOPSYS AI>ASY h m( ;?gR ,AKZ SPECIAL SURFACE DATA "77l~3 ______________________________________________________________________________ zB"y^g SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE m.U&O=]5 G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) rD>q/,X=\ gT|&tTS1@ ADEF 1 PLOT ?YM0VB,y UFE~6"t( 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。 8WwLKZ} 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。 5?TjuGc 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 ?o(Y\YJf M 0 50 CLINK <*opVy^ ADEF 1 7D4I>N'T CD1 FILE 5 Zk #C!]= = CD1 s3)T}52 0[s<!k9= 并重新优化。 现在峰值偏离较小,仅0.00031毫米。 7 v(<<> 制造这种非球面有多难? 让我们来看看: ADEF 1 FRINGES "'c
=(P 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。 $t>ow~Xi 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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