SYNOPSYS代码详解-设计自由曲面反射系统

设计自由曲面反射系统

参考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》书第四十三章

如图所示，建立的自由曲面反射透镜的位置，光线从表面1的左侧入射，经过位于2,3和4处的反射镜，然后进入位于5处的图像平面。

[attachment=99101] Yufc{M00  

打开SYNOPSYS软件以后，首先设置工作目录如下：

[attachment=99102]

然后，打开镜头文件C43M1,其代码如下：

FFBUILD                          ！调用FFBUILD功能

SYSTEM                           ！设置系统参数

IDEXAMPLE FFBUILD    ！镜头标识

OBB 02 12 0    ！无穷远物体，半视场角为2°，半孔径为12mm；

WAVLCDF       ！三个可见光波长

UNIMM            ！透镜单位为毫米

CFOV！圆形视场

END  ！结束

GEOM   ！设置几何位置

2MIRROR  0 0 140   ！反射镜2的全局坐标为（0,0,140）

3MIRROR  0 40 30   ！反射镜3的全局坐标为（0,40,30）

4MIRROR 0 40 120  ！反射镜4的全局坐标为（0,40,120）

5IMAGE  0 -30 60 -7 7  ！像面5的全局坐标为（0,-30,60）,X方向像高-7mm,Y方向像高7mm

END                              ！结束

SHAPES  ！定义面型

2ZERN   ！表面2为泽尼克表面

3ZERN   ！表面3为泽尼克表面

4ZERN   ！表面4为泽尼克表面

END        ！结束

运行宏后，会自动生成一个镜像系统，如下图：

[attachment=99103]

还会自动生成一个优化宏FFBUILD_OPT,代码很长，如下：

[attachment=99104][attachment=99105][attachment=99106][attachment=99107][attachment=99108] @*KZ}i@._  

运行优化宏FFBUILD_OPT.MAC一次，得到优化后的自由曲面反射系统：

[attachment=99109]

修改FFBUILD_OPT.MAC宏，删除每个表面上G3到G10变量之前的注释字符（'!'）；注释掉SKIP。运行修改后的优化宏FFBUILD_OPT.MAC,并进行模拟退火(50,2,50),得到系统结构如下图所示：

[attachment=99110]

接着释放每个表面上剩余的G变量，并再次进行优化和模拟退火(50,2,50),得到新的系统结构如下图所示：

[attachment=99111]

现在评估波前差。在Command Window中输入MMA，打开MAP对话框进行设置（左侧），得到波前方差图（右侧）：

[attachment=99112][attachment=99113]

在CW中输入MDI，打开MDI对话框设置如下：

[attachment=99115]

得到衍射图案：

[attachment=99114] 3eQ&F~S  

接着，绘制系统的三维图。首先在CW中输入MEW，转到边缘向导，点击“Createall”按钮。然后根据需要调整镜像厚度。现在为镜子分配了逼真的边缘和厚度。然后单击按钮[attachment=99118],得到RSOLID图，如下图所示：

[attachment=99117]

[attachment=99126] kc`Tdn  

在CW中输入FFA 20 SAG CONTOUR,查看表面2完整形状的轮廓，如下图。

[attachment=99120]

在CW中输入FFA 20 RSAG CONTOUR,查看表面2的等高线图，如下图。

[attachment=99119]

在CW中输入GDIS 31,得到自由反射镜面设计的网格畸变图，如下图。

[attachment=99127] 28d'7El$