设计自由曲面反射系统
参考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》书第四十三章
1O,8=,K2a oQo5y_o~ 如图所示,建立的自由曲面反射透镜的位置,光线从表面1的左侧入射,经过位于2,3和4处的反射镜,然后进入位于5处的图像平面。
AKk& uAoZ&8D6 打开SYNOPSYS软件以后,首先设置工作目录如下:
GWWaH+F[h 然后,打开镜头文件C43M1,其代码如下:
FFBUILD !调用FFBUILD功能
SYSTEM !设置系统参数
IDEXAMPLE FFBUILD !镜头标识
OBB 02 12 0 !无穷远物体,半视场角为2°,半孔径为12mm;
WAVLCDF !三个可见光波长
UNIMM !透镜单位为毫米
CFOV!圆形视场
END !结束
D$NpyF.87 GEOM !设置几何位置
2MIRROR 0 0 140 !反射镜2的全局坐标为(0,0,140)
3MIRROR 0 40 30 !反射镜3的全局坐标为(0,40,30)
4MIRROR 0 40 120 !反射镜4的全局坐标为(0,40,120)
5IMAGE 0 -30 60 -7 7 !像面5的全局坐标为(0,-30,60),X方向像高-7mm,Y方向像高7mm
END !结束
SHAPES !定义面型
2ZERN !表面2为泽尼克表面
3ZERN !表面3为泽尼克表面
4ZERN !表面4为泽尼克表面
=1
S%E END !结束
PQh s^D 运行宏后,会自动生成一个镜像系统,如下图:
)24M?R@r 还会自动生成一个优化宏FFBUILD_OPT,代码很长,如下:
运行优化宏FFBUILD_OPT.MAC一次,得到优化后的自由曲面反射系统:
fl2XI=[v4 修改FFBUILD_OPT.MAC宏,删除每个表面上G3到G10变量之前的注释字符('!');注释掉SKIP。运行修改后的优化宏FFBUILD_OPT.MAC,并进行模拟退火(50,2,50),得到系统结构如下图所示:
zf^|H%
~^ 接着释放每个表面上剩余的G变量,并再次进行优化和模拟退火(50,2,50),得到新的系统结构如下图所示:
H5:f&m 现在评估波前差。在Command Window中输入MMA,打开MAP对话框进行设置(左侧),得到波前方差图(右侧):
DrxQ(yo} 在CW中输入MDI,打开MDI对话框设置如下:
v#X#F9C 得到衍射图案:
~$"2,& 0?gHRdU" 接着,绘制系统的三维图。首先在CW中输入MEW,转到边缘向导,点击“Createall”按钮。然后根据需要调整镜像厚度。现在为镜子分配了逼真的边缘和厚度。然后单击按钮
,得到RSOLID图,如下图所示:
'ShK7j$ 在CW中输入FFA 20 RSAG SURF,得到表面2的形状,如下图。其中显示了排除所有旋转对称项时的形状。这可以让您看到表面2与对称曲线的差异程度。
/5j5\F:33 在CW中输入FFA 20 SAG CONTOUR,查看表面2完整形状的轮廓,如下图。
+"k?G 在CW中输入FFA 20 RSAG CONTOUR,查看表面2的等高线图,如下图。
x.] tGS 在CW中输入GDIS 31,得到自由反射镜面设计的网格畸变图,如下图。
_jgtZ n5IQKYrg %k )H7nj [ 此帖被小火龙果在2020-03-20 09:28重新编辑 ]