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小火龙果 2023-08-08 10:11

SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四:90度目镜

在本课中,我们将设计一个目镜。我们将让计算机完成几乎所有工作。结果是一个具有良好性能的8片镜片的镜头。 /4` 0?/V  
我们假设望远镜物镜图像直径为1.2英寸,我们希望观察者看到90度的无畸变图像。 这种镜头可以通过两种方式设计:从物镜到眼睛,或者从眼睛到物镜。 在这个例子中,我们将选择前一个方案。 (在第37课中,我们将以另一个方案进行。) [&&1j@LQ*  
我们将从远处的物镜将光线对准镜头,首先对准镜头内一英寸的一点,并要求光线以45度的角度从轴上射出。 ReM=eS  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) pO ml8SQf  
L"{JRbh[  
    TIME UG'9*(*  
    CORE 12 (&+kl q  
    OFF 1 99 B, TB3 {  
    DSEARCH 5 QUIET vfq%H(  
    SYSTEM 4*e0 hWp  
    ID EYEPIECE EXAMPLE D (h18  
    OBD 1.0E9 45 1.27 pBETA'fY  
    UNI MM ~[\_N\rm  
    WAVL CDF b#K:_ac5  
    WAP 1 3WUTI(  
    END }lfnnK#  
     8erSt!oM  
    GOALS = Wu *+paQ  
    ELEMENTS 9 =u+d_'P7-R  
    TOTL 200 .01 +TQ47Z c  
    BACK 0 0 t=-SH^$SR  
    FNUM 7.0 10 xv&Q+HD  
    ASTART 5 _c, '>aH=  
    THSTART 5 "87ghj_}  
    RSTART 100 A9kzq_ 3  
    RT 0.25 4Qo]n re!  
    NPASS 80 v7DE  
    ANNEAL 100 10 Q 100 V( -mD  
    SNAP 10 A` AaTP  
    TOPD il \$@Bn  
    STOP FIRST         /k<WNZM  
    STOP FREE lhw()u  
    QUICK 50 100 `~ * @q!  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     uU:CR>=AKW  
    FWT 3 1 1 1 1 1 FKT1fv[H  
    END _ h": >  
     FxVZ[R  
    SPECIAL AANT rwG CUo6Z  
    ACA 50 1 1 `$B3X  
    ADT 10 .1 10 T+<A`k: -  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     x >^Si/t  
    M -.008 10 A P HH 1         5<ux6,E1{  
    M -.004 10 A P HH .5     MHsc+gQiz  
    M -.0064 10 A P HH .8 QNxl/y\l0  
    M 0 1 A P YA 1         Xa[?^P  
    S GIHT 9$|Gfyv  
    END FDv+*sZ  
    GO \@1=stK:F  
    TIME .?!N^_ Ez3  
DNj "SF(J  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 #*g5u{k'P  
    
[attachment=119412]
    这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。 YBP:q2H  
    
[attachment=119413]
    该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 Ce")[<:  
     ^4`Px/&  
    PANT v0ES;  
    VY 0 YP1 |)K]U  
    VLIST RD ALL (>I`{9x>6  
    VLIST TH ALL d R]Q$CJ  
    VLIST GLM ALL mBG=jI "xh  
    END !ZI7&r`u;  
    AANT P ulER1\W  
    AEC _Jt 2YZdA  
    ACC K.z64/H:  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM p$x{yz3  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 ~DsECnD  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 Kbb78S30  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 `QUy;%+  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 zKsz*xv6b  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 *mMEl]+  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 _+^ 2^TW  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 Z+StB15  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 pIKSs<IP  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 #zR bx  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 Iy.rqc/86  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 !grVR157P  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 Q lHd,w  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL n9\]S7] 52  
    ACA 50 1 1 $Tb G+Eb8  
    ADT 10 .1 10 j $TwL;  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 v,\R, {0  
    M -.008 10 A P HH 1   8B#GbS K  
    M -.004 10 A P HH .5 !QT'L,_  
    M -.0064 10 A P HH .8 `r_m+]  
    M 0 1 A P YA 1   ??i4z[0M  
    S GIHT }irn'`I  
    END h#hxOVl%x  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     4#'(" #R  
    SYNOPSYS   80 ]Y| 9?9d  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果: `WOYoec   
    
[attachment=119414]
    我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个波长的误差。     iK IOh('G  
准备一个新的MACro 如下: e[Jem5C  
DtEwW1J  
    STO 9 |P.6<  
    CHG CY& hIh~S@  
    NOP B=@ jWz"  
    18 TH 2000 B: \Uw|Mf  
    19 YMT _"%B7FK  
    20 hG_?8:W8HT  
    END {h KjD"?  
    STEPS = 100 I Nc^L  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 QERU5|.wc  
    GET 9     i"j(b|?e  
运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制 N7s'6(`=X  
    
[attachment=119415]
    我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。 &l?+3$q  
在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。 vw)7 !/#  
接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变,因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片: KnNh9^4"\2  
    
[attachment=119416]
    我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能,该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了! a@pz*e  
该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同,则系统没有畸变。 :vL1}H<  
现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。 olW|$?  
K A276#  
    CHG EOoZoVdzx  
    NOP u<n`x6gL  
    END $j 5,%\4<  
    MSW G8IY#  
当光谱向导打开时,我们选择天文学资源例如太阳,月亮,行星。然后我们单击视觉,并选择视觉,明视觉。 单击10个波长的选项,然后单击“获取光谱”。 (LtkA|:  
    
[attachment=119417]
    这是光源和探测器组合的光谱。单击精细设置,将光谱向右移动一点。然后对镜头单击应用于镜头并关闭对话框。 "W#t;;9Wz  
    
[attachment=119418]
    关闭向导并打开MPF对话框。这将显示衍射点在视场上的扩散。选择外观显示,通过4放大,然后执行。 ((rv]f{  
    
[attachment=119419]
[attachment=119420]
    我们可以通过打开对话框MGS,选择绘制条纹 X设置为3,然后点击OK来显示图形系统总结 $^tv45  
    
[attachment=119421]
[attachment=119422]
    衍射限制了大部分视场的清晰度。我们必须判断目标值。这里显示的弥散斑与你眼睛能查看的清晰度相当。 f2,1<^{  
这个镜头是DSEARCH列表上的头一个镜头,但是我们有时会尝试其他初始结构的镜头。请检查它们——并注意,由于我们在本课中使用了模拟退火特性,每次返回的结果都会有所不同。所以多运行DSEARCH几次,每次都要优化和检查结果。并尝试使用RSTART的值。 CVi`bO4\  
如果我们对这个目镜的结果满意的话,下一步就是把它优化成可加工的镜头。阅读有关IRG和ARGLASS的内容,您将了解更多。
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