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    [原创]SYNOPSYS 如何设计单透镜,第一部分:设置 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-07-08
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    G yAgPz  
    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)。 RF~Ofi  
    下载 ]]=fA 4(  
    联系工作人员获取附件 FaE#\Q  
    简介 6QLQ1k`  
    }"?nU4q;S  
    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。 *Ht*)l?  
    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。 Mp"'?zf  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: N^ s!!Sbpq  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; VkDS&g~Ws  
    2.通过命令行; yvd `nV  
    3.通过三维化的图形界面。 QhX C>)PW  
    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: daB l%a=  
    %7v@n+Q  
    6L,lq;  
    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。 9Ue7 ~"=  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 l^ 0_> 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。 }\f(qw  
    ^{*f3m/  
    xshAr J&A  
    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。 HS\3)Ooj>  
    z_Wm HB  
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    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。 _jTwiuMS-  
    ]A]Ft!`6z  
    P}hY {y'  
    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。 vXWsF\g  
    BjyXQ9D  
    UXwB$@8  
    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: 97Zk P=Cq  
    gX$0[ sIS.  
    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: 5:%..e`T  
    tS (i711  
    6Q2or n[  
    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: T)(e!Xz  
    !@pV)RUv7  
    \f/#<|Hm  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: eu}Fd@GO  
    lk_s!<ni  
    Y9i9Uc.]  
    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: ,@Fgr(?'`>  
    5#0A`QO   
    %j *k  
    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: (_w %  
    _Z+jQFKJ\8  
    `6Ureui2?  
    镜头结构如下图所示: ,u}<Ws8N  
    S5~`T7Ra  
    L\b]k,Ksf  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 X`yNR;>  
    ~$4]HDg  
    ! Ea&]G  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模,在命令窗口中输入 EE 指令,可以打开宏指令编辑器。如下图所示: Vk-W8[W 7  
    I9}+(6  
    T-9k<,>?  
    在命令窗口中输入单透镜的镜头文件,点击运行,就可以在PAD窗口中看到形成的镜头结构。打开附件中的 “DAN.MAC” ,镜头文件如下图所示: ;TL(w7vK  
    ORowx,(hX  
    sDLS*467  
    镜头结构如下图所示: _0,"vFdj  
    .pZo(*  
    ~`t%M?l  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 ?R;nL{  
    打开软件 SYNOPSYS,点击工作表,在弹出的工作表镜头编辑窗口进行镜头设计。工作表如下图: >ik1]!j]Lv  
    ybZ}  
    i8Fs0U4"  
    I*D<J$ 9N  
    XzT78  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: k)`$%[K8  
    ~J0,)_b%*  
    n{dP@_>WS  
    S dIGU[fm  
    ,b4):{  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: GAv)QZyV$  
    \Yj#2ww  
    !|B3i_n  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: $ !v}xY  
    *(k%MTG  
    EdEoXY-2  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: q*L ]  
    {Q)dU-\  
    E{uf\Fc   
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: jCzGus!rM  
    i{8]'fM  
    bE?'C h  
    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。 uie~'K\y  
     
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