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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
    otnY{r *  
    mjr{L{H=?+  
    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)。 22(]x}`  
    下载  ! 6i  
    联系工作人员获取附件 '~x_  
    简介 TKs@?Q,J  
    M97p.;;  
    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。 7-0twq   
    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。 ~}9H<K3V  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: 'H-YFB$l  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; ba:du |Ec  
    2.通过命令行; [AOluS  
    3.通过三维化的图形界面。 F v^80M=z  
    在这个练习中,我们将设计和优化一个玻璃材料为 N-BK7 的单透镜。最终设计方案应满足以下规格和约束条件: 5r}(|86O/  
    V?=zuB?'  
    nhaoh!8A6  
    使用给定 SYNOPSYS 的用户界面和可用的工具,可以很容易地建模和优化单透镜。 O%h 97^%k  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 aRb:.\ \zc  
    打开 SYNOPSYS 软件,在其顶部的工具栏中可以找到系统设置,在系统设置中可以对系统参数、系统波长以及系统物、光阑、光瞳进行设置。 )( jNd&H  
    aNf3 R;*  
    sn-+F%[  
    首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。 .Im+()b&&  
    {(:)  
    (HD>vNha1  
    其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 2o7C2)YT$  
    ^*~u4app  
    o2U J*4  
    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。 ~w}[ ._'#M  
    G Z[5m[  
    -bX.4+U  
    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: ;;J98G|1  
    ^RDXX+  
    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: Kpbbe r  
    p:n^c5  
    \$Qm2XKrK  
    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: 03jBN2[!  
    1OwkLy,P  
    2Mi;}J1C{  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: &!aLOx*3`  
    #AnSjl  
    3 AF]en  
    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: w!k4&Rb3  
    .T>}O0L"  
    J]YN2{(x  
    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: 2gI_*fG1  
    QnAf A%  
    <^Nj~+G'  
    镜头结构如下图所示: i*E`<9  
    H%gD[!^  
    HWAqJb [  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 hWe}(Ks  
    LjAIB(*  
    0cU^ue%  
    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: 6df&B .gg  
    { qx,X.5$  
    kO>{<$  
    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: dNt|"9~&  
     -KiS6$-  
    RN3D:b+  
    镜头结构如下图所示: 6)YNjh.{ *  
    =5eDT~=2{U  
    .T X& X  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 4V3 w$:,  
    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: #9"_|d=l  
    $q+`GXc-  
    EqluxD=  
    ;MI<J>s  
    }}Uv0g8D  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: G* 6<pp  
    RN| ..zml  
    ,p1]_D&  
    :*nBo  
    H)+kN'J  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: )5OU!c  
    Z9^$jw]  
    [SvwJIJJ  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: EKD>c$T^  
    @S92D6  
    Oei2,3l,?  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: N^N?!I  
    O+J;Hp;\_  
    s~w+bwr  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: O waXG/z~  
    ?@(H. D6'v  
    ]~ M -KT  
    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。 .).<L`q  
     
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