SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
*}[\%u$ T
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。 N Ob`)qb
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： .)Tj}Im2p
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） e UPa5{P
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： jhu
&Wh
FETCH 6 tC[ZWL
PANT QX,$JM3
VLIST RAD 1 2 3 4 6 G0FzXtu)q
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH % rBz A<
VY 3 TH 20 3 b@CB +8 $
VY 5 TH 9A .RD`fg
VLIST GLM 1 3 i'tMpS3
END xR7 ZqTcw
[W[{
4 Xu
AANT <-lM9}v d
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION d;i|s[6ds`
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL EF/d7
hlVye&;b8
GNR .5 1 3 2 0 PKm|?kn{0(
GNR .5 1 3 2 .5 ,'L>:pF3
GNR .5 1 3 2 .7 q0sf\|'<}
GNR .5 1 3 2 1. 2y [Q
GNR .5 1 2 1 0 6BE,L
GNR .5 1 2 3 0 sXLW';Fz
GNR .5 1 2 1 1 '
jciX]g
GNR .5 1 2 3 1 _nGx[1G( 5
END F72#vS
j
ChBf:`e
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS F.s$Y+c!6
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES 7iB!Uuc
z]7 WC
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： V Ro&1:
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 c:Ua\$)u3,
VY 1 G 3 +qi&
?}
VY 1 G 6 g[ xoS\d
VY 1 G 10 n ]%2Kx
7>hcvML
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： z/?* h
SPECIAL SURFACE DATA iTxWXij
______________________________________________________________________________ SmXJQ@ jN
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE BR|!ya+_2
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) \PX4>/d@y
cXweg;
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 q~{)
{t;
ADEF 1 PLOT. 8}%F`=Y0
@2(u=E: ^
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 G' :3U
M 0 100 CLINK sG g458
ADEF 1 ;`AB-
CD1 FILE 6 ?G{0{ c2
= CD1 EEe$A?a;
%0\@\fC41
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）。 Bc>j5^)8w
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。 iSfRJ:_&6
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））： &1 \/B
FINAL 5 O]: 9va
ABERRATION LIST dJuy Jl$*
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT zDF Nx:h
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 :s)cTq| 3
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 }n)0}U5;0
&X4anH>O
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 2H%9l@}u
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 y_P A9#v7
1$cl "d`~
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 NKY|Z\
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 j26i+ Z
u%-]-:c
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 *qpFt Bg
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 n"iS[uj,
{lK2yi
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 gUiO66#x
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 _\AQJ?< M
.Ys
e/oEo
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 P" c@V, .
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 kBP?_ O
BUFFER? lpT&v ;$`
bH+NRNI]
看看放在哪里。 n7> |$2Y
BUFF? eKLvBa-{@
}$oS /bo
The current FILE BUFFER contains V
x#M!os0
1 0.02051954 BEST FIT CV F .S^KK
2 48.73404382 BEST FIT RD r8"2 C#
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT tSy 9v
4 0.50763222 VOL. REMOVED bQD8#Ml1
5 0.00097815 PEAK DIFF. zJXK:/
6 0.00031781 RMS DIFF. "DN,1Q
lCp
st iF`l
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？ L|1,/h
8p
SYNOPSYS AI>ASY c5p,~z_Dtu
H&-3`<
SPECIAL SURFACE DATA cvcZ\y
______________________________________________________________________________ y\v#qFVOZ
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE R*GBxJaw
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) I<}% L
V
A%#M#hD/
ADEF 1 PLOT 'VV U-)(8
GR|\OJ<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。 =
#-zK:4
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。 ^cZ< .d2
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 HMVP71
M 0 50 CLINK ,h=a+ja8
ADEF 1 P'wo+Tn*
CD1 FILE 5 A=kOSq 4Q
= CD1 ?22U0U F
cr;:5D%_
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 ILr=< j
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES 4dixHpq'
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。 75a3hPCZ
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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