使用不同优化程序来改善透镜设计
参考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》书中第九章
zT jk^ 初始结构透镜为C9L1,其扩展名为.RLE。选择保存路径为C:\Synopsys\Dbook\。 (/Dr=D{ `
在CW窗口键入:SYNOPSYS AI>FETCH C9L1,并点击“Enter”键。然后点击PAD按钮得到二维图,如图1所示: R"[U<^
-Sj|Y} 图1 初始透镜结构(改善前)
v,,Dz8!Ty 从图1得出初始镜头结构的光程差为0.10000个波长。
<qCfw>%2F 在CW窗口键入:MMF,选择“Multicolor”选项,然后点击“Execute”,得到MTF分布图,如图2所示。
8=j_~&* 0uf)6(f 图2 初始镜头结构(改善前)的MTF
J, vEZT<Mt 初始透镜使用的是WAP 3(广角光瞳WAP 3选项调节每个视场角上YMP1值和XMP1值来控制光瞳尺寸和形状),现在对系统进行调整。 g2GHsVS
代码如下: X?q,m4+
CHG !改变透镜 z<n&P7k5j
WAP 1 !定义广角光瞳,保持入射光束半径为YMP1对于所有视场角恒定,测量垂直于主光线。 $rmfE
19 UMC -0.14286 !求出在表面19的曲率,并给出相对于光轴的近轴轴向边缘光线角U的规定值。角U的 ]jwF[D
正切值为1/(2*FNUM)=0.14286,这里的F数为3.5,减号表示光线角度为负。 PkxhR;4
CFREE !移除光阑处的孔径 DbvKpM H
END !必须以END结束,与CHG呼应 f;%\4TH?
[V.#w|n
优化程序代码如下: y4N=v{EbL
PANT !参数输入 5j-?Uf
VLIST RAD ALL !改变所有表面半径;RAD变量不用于平面; ~!TRR.
VLIST TH ALL EXCEPT 1 LB2 !除表面1和表面20外,改变剩余表面的厚度TH;LB2是指倒数第二个表面 SHP_
VLIST GLM 3 5 7 9 12 14 16 18 !改变表面3,5,7,9,12,14,16,18的玻璃模型,GLM变量用于被定义的表面 }`$Sr&n 1
END !必须以END结束,与PANT呼应 2$gOe^ &
8zk?:?8%{ %v 1NDhaXz AANT !
像差输入;
o"@GYc[" AEC !自动控制玻璃元件和空气间隙的边缘羽化,防止边缘厚度太薄.默认值为1mm厚度,权重为1;即应使边缘厚度不小于1mm;
j_HwR9^fd, ACC !自动控制玻璃元件的中心厚度,防止中心厚度太厚,默认值为1英寸,权重为1; 即应使透镜中心厚度小于25.4mm;
w&^_2<a2 P+[\9Gg M 89.6 1 A TOTL !控制透镜总长,89.6-目标值,1-权重,A-添加,TOTL-总长
hQ}B?'> G,JNUok M 0 50 A GIHT !控制全视场畸变,等于高斯像高(GIHT)减去全视场的主光线高度(Y坐标);0-目标值,
8^6dK S P YA 1 50-权重,A-添加,GIHT-高斯像高,S-减去,P- 主波长,YA-Y坐标,1-全视场
x6B_5eF q~*> M 0 50 A GIHT !控制0.8视场畸变,等于高斯像高(GIHT)乘以常数0.8,然后减去0.8视场的主光线高度;
Dg2=;)"L MUL CONST 0.8
#&ZwQw S P YA .8
or]kXefG3 %,[p[`NRYR M 0 50 A GIHT !控制半视场畸变,等于高斯像高(GIHT)除以常数2,然后减去0.5视场的主光线高度;
@`Foy DIV CONST 2
r__Y{&IO S P YA .5
Id;YIycXe q\a'pp9d M 0 20 A P HH .7 !控制0.7视场远心,即0.7视场的主光线与光轴平行;0-目标值,20-权重,A-添加,P-主波长,HH-光线经表面折射后,在Y-Z平面内的光线投影的正切;0.7-视场值;
Kn+m9 M 0 20 A P HH 1 !控制全视场远心
HCTjFW>C 86N"EuH$
GSO 0 0.1 5 M 0 !校正0视场弧矢面中产生的光线网格OPD像差;0-孔径权重占比,0.1-权重,5-光线数, M-多色,0-视场
+Q6}kbDI GNO 0 0.05 4 M .7 !校正0.7视场光线网格OPD像差;
1dahVc1W GNO 0 0.05 4 M 1 !校正全视场光线网格OPD像差;
0413K_ END !必须以END结束,与AANT呼应
f|X./J4Bl ^&6'FE SNAP !每迭代一次PAD更新一次;SNAP是SNAPSHOT的简写,用来设置PAD更新频率;
sM$gfFx SYNO 30 !迭代次数为30次;SYNO是SYNOPSYS的简写;
_MC\\u/C/ NRgNW1# 优化完成以后,然后进行
模拟退火(55,2,50)优化。点击图标
打开对话框进行退火设置,如下图:
0755;26Bx [attachment=98330]
C|W\qXCqu 数字55表示起始温度;数字20表示冷却速率;数字50表示优化次数;Quiet表示开启安静模式,避免在命令窗口上将有大量数据滚动。
Z:(yX0U,[ 透镜明显被改善,如图3所示:
%d/Pc4gfc 5??\[C^"} 7$&3(#!N 图3 运行优化,模拟退火后的透镜
O>j_x W]V 接下来,运行自动删除元件功能AED,将AED一行指令添加到PANT 指令之前,如下:
=Vm"2g,aA 1^4z/<ZWm AED 3 Q 3 18 !自动寻找表面3与表面18之间的元件删除,使元件移除后对评价函数的影响最小;第一个参数3表示将优化结果保存在透镜库3中;Q-安静模式;3-表面3;18-表面18;
8DsXw@o 然后重新优化。结果表明透镜的表面14可被移除。
,AO]4Ec 移除元件后,再删除CHG文件,注释掉AED行。并将优化代码中的变量VLIST GLM 3 5 7 9 12 14 16 18改成VLIST GLM ALL(因为透镜表面都已经重新编号了,使用VLIST GLM ALL,可以改变所有已经是玻璃模型的元件。)进行优化,并进行模拟退火优化,最终结果如图4所示:
$<(FZb= 1JI\e6]I 图4 在优化程序中用AED移除元件,并使用模拟退火优化
AED功能每运行一次,就会自动删除一个元件。
#}Qzu~ 接下来,运行自动插入元件功能AEI,将AED一行指令改变成AEI指令,如下:
&