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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。 DM~Q+C=Yr  
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。) =DG aK0n  
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。 C  `k^So)  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) =HYMX "s  
Op\l  
    TIME =r:D]?8oC  
    CORE 12 ,r:. 3.  
    OFF 1 99 OKxPf]~4E  
    DSEARCH 5 QUIET C(7LwV  
    SYSTEM w'?uJW  
    ID EYEPIECE EXAMPLE (y=P-nm  
    OBD 1.0E9 45 1.27 3QM.X^ANH  
    UNI MM DyYl97+Z?  
    WAVL CDF <b{Le{QJ*  
    WAP 1 ~KHp~Xs`  
    END }eULcgRG  
     FwmE1,  
    GOALS qf(!3  
    ELEMENTS 9 {6a";Xj\e  
    TOTL 200 .01 .'L@$]!G  
    BACK 0 0 SN\;&(?G  
    FNUM 7.0 10 gy_n=jhi+  
    ASTART 5 xH; 4lw  
    THSTART 5 _lu.@IX-  
    RSTART 100 AIN_.=]"?  
    RT 0.25 (B7M*e  
    NPASS 80 b"/P  
    ANNEAL 100 10 Q 100 &yp_wW-  
    SNAP 10 w3fi2B&q  
    TOPD i *nNu-g  
    STOP FIRST         'FO^VJ;ha  
    STOP FREE \ Lrg:  
    QUICK 50 100 r#d~($[93  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     q71Tg  
    FWT 3 1 1 1 1 1 !H~G_?Mf\O  
    END "Do9gW  
     j""u:l^+x  
    SPECIAL AANT s@K|zOx  
    ACA 50 1 1 J XbG|L  
    ADT 10 .1 10 Aum&U){yY  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     "N D1$l  
    M -.008 10 A P HH 1         bt-y6,> +E  
    M -.004 10 A P HH .5     vqJiMa j@Z  
    M -.0064 10 A P HH .8 5ju\!Re3X  
    M 0 1 A P YA 1         u\Tq5PYXt  
    S GIHT [ !].G=8  
    END Bd31> %6  
    GO WVir[Kv%  
    TIME QUH USDT  
I[c/) N  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 (wo.OH  
    
[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。 !J3g,p*  
    
[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。 &3:-(:<U  
     QZYD;&iY&  
    PANT "!+q0l1]@  
    VY 0 YP1 /!P,o}l7  
    VLIST RD ALL 9]xOu Cb  
    VLIST TH ALL d+\o>x|Y!Y  
    VLIST GLM ALL [yW0U:m  
    END OLXG0@  
    AANT P r@%-S!$  
    AEC BwEO2a{  
    ACC zL+jlUkE  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM OtBVfA:[  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 UQ}[2x(Kb  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 `DUMTFcMX  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 l*e*jA_>:7  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 s%1O}X$c  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 6:fe.0H 9  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 3ktjMVy\  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000  |'aGj  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 L 1H!o!*  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 SRRqIQz  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 iT227v!s  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 xVf AlN37(  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 ;xS@-</:  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 8LB,8 *L^  
    ACA 50 1 1 YNRpIhb  
    ADT 10 .1 10 |Rd?s0u  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ; $i{>mDT  
    M -.008 10 A P HH 1   *:{s|18Pj  
    M -.004 10 A P HH .5 &7VN?ox1  
    M -.0064 10 A P HH .8 o:W>7~$jr=  
    M 0 1 A P YA 1   FAX|.!US*p  
    S GIHT !KKkw4  
    END YC8wo1;Y!  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     :k*'M U}  
    SYNOPSYS   80 ,.A@U*j  
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: ~:'tp28?  
    
[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。     C& BRyo  
准备一个新的MACro 如下: Vzn0;  
HkVnTC  
    STO 9 xQ+UZc  
    CHG 9~n`6;R  
    NOP _kg<K D=P  
    18 TH 2000 Q,9"/@:c,  
    19 YMT *?x$q/a  
    20 Kkcb' aDR  
    END K|,P  
    STEPS = 100 EmNJ_xY  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 t(AW2{%}  
    GET 9     Oi%\'biM  
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 "\cDSiD  
    
[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。 c!*yxzs\  
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。 KSDz3qe  
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: p!B& &)&db  
    
[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! q!iTDg*$  
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。 h;cl+c|B  
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。 Kh&W\\K  
w"ZngrwBl  
    CHG m#1 >y}  
    NOP  bi/ AQ^  
    END J_ NY:B  
    MSW "AYm*R  
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”。 HVjN<HIqM  
    
[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。 \A7{kI  
    
[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。 |ecK~+  
    
[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 qW+'#Jh@TV  
    
[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。 x3DUz  
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。 !iv6k~.e'2  
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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