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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。 hw uiu*  
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。) QP==?g3  
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。 gE'sO T9v  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) Mc lkEfn  
I@\lN&HC  
    TIME + /G2fhE  
    CORE 12 AD> e?u  
    OFF 1 99 @ )F)S 7  
    DSEARCH 5 QUIET 299H$$WS,Z  
    SYSTEM XTs8s12  
    ID EYEPIECE EXAMPLE J6"9v;V  
    OBD 1.0E9 45 1.27 rw[ph[\X  
    UNI MM W ~<^L\Lu  
    WAVL CDF $GV7o{"&  
    WAP 1 Y;eZ9|Ht9  
    END %fZJRu 1b  
     p>,|50|  
    GOALS ZmqKQO  
    ELEMENTS 9 D>r&}6<  
    TOTL 200 .01 Z3e| UAif  
    BACK 0 0 &;6`)M{*}  
    FNUM 7.0 10 0|qAxR-  
    ASTART 5 u]wZQl#-  
    THSTART 5 R+:yVi[F]U  
    RSTART 100 )6MfRw  
    RT 0.25 9)yJ: N#F  
    NPASS 80 .#!lP/.eQP  
    ANNEAL 100 10 Q 100 <V'@ks%  
    SNAP 10 T.F!+  
    TOPD 5<k"K^0QS  
    STOP FIRST         _{O>v\u  
    STOP FREE yF:1( 4  
    QUICK 50 100 T~?Ff|qFC  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     P{`C^W$J^  
    FWT 3 1 1 1 1 1 ]]![EHi(\  
    END g'f@H-KCD  
     @u+]aI!`-  
    SPECIAL AANT <{p4V|:  
    ACA 50 1 1 YDsb3X<0'  
    ADT 10 .1 10 ^6x%*/l|  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     PQt")[  
    M -.008 10 A P HH 1         eIF5ZPSZi  
    M -.004 10 A P HH .5     EP&,MYI%E  
    M -.0064 10 A P HH .8 ]! &FKy  
    M 0 1 A P YA 1         tFn)aa~L  
    S GIHT 4B;=kL_f  
    END &E F!OBR  
    GO 2DrM3ZU8  
    TIME uc{Ihw  
7"D", 1h  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 BVQqY$>  
    
[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。 3NqB <J  
    
[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。 yzn%<H~  
     w "F 9l  
    PANT =?* !"&h  
    VY 0 YP1 s[*rzoA  
    VLIST RD ALL 0o4XUW   
    VLIST TH ALL !,uE]gwLw  
    VLIST GLM ALL 2qNt,;DQ  
    END *R,5h2;  
    AANT P h*a(_11  
    AEC C& f= ywi0  
    ACC }K>d+6qk5  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM ]cvwIc">  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 ]q[D>6_  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 GA )`-*.R  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 b_krk\e@S  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 @bLy,Xr&  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 }#+^{P3;  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 e"cXun4nS=  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 ]0OR_'?,  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 cZ*@$%_  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 3`?7 <YJ  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 S+6.ZZ9c  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 Q\vpqE! 9  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 B mb0cF Q  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL Zl!kJ:0  
    ACA 50 1 1 (L:>\m&NO  
    ADT 10 .1 10 W i.& e  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 Lb-OsKU  
    M -.008 10 A P HH 1   #%2rP'He  
    M -.004 10 A P HH .5 Uc>lGo1j  
    M -.0064 10 A P HH .8 *>}@7}f  
    M 0 1 A P YA 1   h" W,WxL8  
    S GIHT G!##X: 6'  
    END G.B2('  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     %2{ye  
    SYNOPSYS   80 =XQ%t @z0  
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: Rp7mh]kZ  
    
[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。     R\f+SvE  
准备一个新的MACro 如下: {Xy5pfW Q  
J)> c9w  
    STO 9 q?:dCFw$x5  
    CHG .Hm>i  
    NOP Jpq~  
    18 TH 2000 (9 d&  
    19 YMT 6@!`]tSCK  
    20 ^76]0`gS  
    END 8,%^ M9zBP  
    STEPS = 100 hfTY.  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 B[Scr5|  
    GET 9     ~~P5k:  
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 kD%( _K5  
    
[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。 >U>(`r*  
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。 5tk AFb4P  
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: r6qj7}\  
    
[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! sP~<*U.7  
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。 ^ytrK Q  
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。 +sA2WK]  
*^4"5X@  
    CHG Qv-_ jZ  
    NOP b%`1cV  
    END q;CiV  
    MSW '<<t]kK[N  
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”。 {P./==^0  
    
[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。 )&O %*@F  
    
[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。 F>l] 9!P|m  
    
[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 BU_nh+dF  
    
[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。 T^KKy0ZGM  
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。 p6@)-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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