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X6N]gD $7gB&T.x 本系列共三篇文章,旨在介绍如何使用 SYNOPSYS 界面进行操作。本文以单透镜为例,介绍了设计透镜的基本过程,包括构建系统(第1部分)、分析其性能(第2部分),以及根据所需的指标参数和设计约束对其进行优化(第3部分)。 zEPx 下载 gC_s\WU 联系工作人员获取附件 >upXt? 简介 77&^$JpM &(uF&-PwO4 单透镜为 SYNOPSYS 中建模最简单的成像系统。尽管如此,这个简单的成像系统的设计可以帮助您了解 SYNOPSYS 的界面,了解基本的设计概念和策略,并演示如何使用一些基本的分析功能来优化和确定光学性能。 xlPcg7 这是由三篇文章组成的系列文章的第1部分,在第2部分中,我们将讨论一些可用于评估系统性能的分析。在第3部分中,我们将讨论如何优化单透镜,使其在设计约束下获得更好的性能。 vrm{Ql& 光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: N} x/&e 1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; ",aT<lw. 2.通过命令行; ! N"L`RWD 3.通过三维化的图形界面。 @a.6?.<L 在这个练习中,我们将设计和优化一个玻璃材料为 N-BK7 的单透镜。最终设计方案应满足以下规格和约束条件: Q!2iOvK }2BH_
2 fCt\2);a 使用给定 SYNOPSYS 的用户界面和可用的工具,可以很容易地建模和优化单透镜。 $G-N0LV SYNOPSYS 中通过数据表建模 Xx y
Bg!R 打开 SYNOPSYS 软件,在其顶部的工具栏中可以找到系统设置,在系统设置中可以对系统参数、系统波长以及系统物、光阑、光瞳进行设置。 C@UJOB K7[AiU_I {sfmWVp 首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。 QC\g%MVG \A3>c| spSN6.j 其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 }KaCf,O ]g8i>,G rz[uuY7 最后,在系统物、光澜、光瞳中,可以设置物参数等。入瞳直径可能是最常用的系统孔径类型,也是当前示例中最方便的定义。在 SYNOPSYS 中,入瞳直径被定义为从物空间看到的光瞳直径,以镜头单位为单位。 f?>-yMR| @^:7UI_ bDh:!M 在计算机辅助序列透镜设计中,光线按其排列的顺序从一个表面追迹到下一个表面。为此, SYNOPSYS 使用一种名为 SPS 的数据表。打开 SYNOPSYS 后,在 SYNOPSYS 命令窗口中输入 SPS 就可以看到数据表。除了在命令窗口输入指令,您还可以在主窗口上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标,或者在镜头结构窗口 (PAD) 上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标。这三种方法都可以打开 SYNOPSYS 的数据表,下图是打开后的界面: e1 {t0f =~W0 ~lxX 镜头数据编辑器是主要的电子表格,其中输入了大部分镜头数据。部分主要输入项包括: 7S dV%" kh>SrW]B% 1 ~B< 设置镜头材料时,选择玻璃表 >Schott,然后输入 N-BK7 ,再点击设置。如下图所示: n$OE~YwP{ ]4 K1%ZV N&x WHFn]C 在数据表中输入表面1数据,如下图所示: R!_8jD:$ =mi:<q ,.6J6{ SYNOPSYS 中有许多不同的求解类型,每个求解类型都有特定的用途。数据求解时,选择编辑厚度求解 >YMT 进行厚度求解,且目标值为0。如下图所示: I4o=6ts #A|D\IhF F; MF:;mM 在数据表中输入表面2的数据并设置厚度求解,如下图所示: Xew1LPI Hlt8al3 n2jvXLJq 镜头结构如下图所示: f- k|w%R@ 'Ffy8z{&3 i!1ho T$ SYNOPSYS 中通过命令行建模 #4P3xa KTLbqSS\ *793H\ SYNOPSYS 中通过命令行建模,在命令窗口中输入 EE 指令,可以打开宏指令编辑器。如下图所示: {;Y 89&*R _X,[]+ziu% $IxU6=ajn 在命令窗口中输入单透镜的镜头文件,点击运行,就可以在PAD窗口中看到形成的镜头结构。打开附件中的 “DAN.MAC” ,镜头文件如下图所示: L=
:d!UF [w+h-q m{bZRkt 镜头结构如下图所示: PkPDVv kb"_6,[Ms (
K6~Tj
SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 \uU=O
) 打开软件 SYNOPSYS,点击工作表,在弹出的工作表镜头编辑窗口进行镜头设计。工作表如下图: XSm"I[.g 3wN?|N E'e8&3!bx <THZ2`tTK3 ?fbgU 在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: .pS&0gBo\ lC'{QUC (|0.m8D~D ~Ho{p Oq :jt;EzCLg% 在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: V>b2b5QAH, T3USNc51 w24{_ N 在表面2后添加一个表面,结果如下图: ,hpH!J'5f/ V;h=8C 5J ?a'6EAErC 设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: d5@X#3Hd lZ|L2Yg3uB
G"o!} 点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: =jg#fdM
- jd%Len&p :]P~.PD5, 现在,单透镜已经建立完成,我们将在如何设计单透镜,第二部分:分析中解释如何可视化和评估系统性能。 }xAie(
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