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。
这是一个初始镜头,一个校正不佳的三片式镜头:
(如果您想自己运行此案例,始镜头名为6.RLE。)
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:
FETCH 6
PANT
VLIST RAD 1 2 3 4 6
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH
VY 3 TH 20 3
VY 5 TH
VLIST GLM 1 3
END
AANT
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL
GNR .5 1 3 2 0
GNR .5 1 3 2 .5
GNR .5 1 3 2 .7
GNR .5 1 3 2 1.
GNR .5 1 2 1 0
GNR .5 1 2 3 0
GNR .5 1 2 1 1
GNR .5 1 2 3 1
END
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES
镜头质量得到改善,但5阶球差和3阶球差没有得到平衡:
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。
VY 1 G 3
VY 1 G 6
VY 1 G 10
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:
SPECIAL SURFACE DATA
______________________________________________________________________________
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8)
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
ADEF 1 PLOT.
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
M 0 100 CLINK
ADEF 1
CD1 FILE 6
= CD1
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)。
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。
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)):
FINAL 5
ABERRATION LIST
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000
因此,这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。
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
BUFFER?
看看放在哪里。
BUFF?
The current FILE BUFFER contains
1 0.02051954 BEST FIT CV
2 48.73404382 BEST FIT RD
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT
4 0.50763222 VOL. REMOVED
5 0.00097815 PEAK DIFF.
6 0.00031781 RMS DIFF.
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?
SYNOPSYS AI>ASY
SPECIAL SURFACE DATA
______________________________________________________________________________
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8)
ADEF 1 PLOT
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。
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。
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
M 0 50 CLINK
ADEF 1
CD1 FILE 5
= CD1
并重新优化。 现在峰值偏离较小,仅0.00031毫米。
制造这种非球面有多难? 让我们来看看: ADEF 1 FRINGES
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。
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。