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<JwX_\?ln ;u(Du-Os! 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)。 Y05P'Q 下载 aRJ>6Q} 联系工作人员获取附件 A=-F,=k(!/ 简介 OcSEo7W 2. X" f 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。 N9rBW 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。 @&hnL9D8lL 光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: rqlc2m,<-p 1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; GBC*>Y 2.通过命令行; }Y17*zp% 3.通过三维化的图形界面。 TV}}dw 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: 35*\_9/# 'snYu!`z
uGl| pJ\y= 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。 ,[nm_^R*\ SYNOPSYS 中通过数据表建模 STA4 p6 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。 qJ_1*!!91 ro[Y-o5Q0 KZBrE$@%5 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。 $Vv}XMxw OW(&s,|6x ~/tKMS6T 其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 Y3ZK%OyPR :;!\vfZbU da$BUAqU 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。 &wetzC) oAZh~~tp ?oiKVL"7 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: i
NWC6y HZ*0QgW\(5 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: )hj|{h7 bxXiQa (HN4g;{ 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: s2v(=
*V;3~x! &(xUhX T 在数据表中输入表面1数据,如下图所示: y/@iT8$rp 8"vwU@cfC qsg>5E 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: )-/gLZsx ELh3^ n`;R pr& 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: i3
)xX@3 - &[z\"T XvSIWs 镜头结构如下图所示: S C_|A9 a1MFjmq 5QWNZJ&}d SYNOPSYS 中通过命令行建模 BZF,=v #cwCocw u=qPzmywt 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: {sC=J hs- $~'Tf>e =J|sbY"] 在命令窗口中输入单透镜的镜头文件,点击运行,就可以在PAD窗口中看到形成的镜头结构。打开附件中的 “DAN.MAC” ,镜头文件如下图所示: M>_ = "atI p#_[ I*1S/o_xI 镜头结构如下图所示: %TK&)Q% h5 LI:Tc7t &(& SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 ;>2#@QP 打开软件 SYNOPSYS,点击工作表,在弹出的工作表镜头编辑窗口进行镜头设计。工作表如下图: ]X" / yAn amB@N6* }BN\/;<A _q Tpy)+ {&nV4c$v 在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: < `Z%O<X Xi~9&ed#$i ~/`X*n& 4-:7.I(hq C;sgK 在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: =wA5P@ B2hfD-h,> T#iU+)-\% 在表面2后添加一个表面,结果如下图: >x'bZ]gm b4~H3| "oE* 9J?e 设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: _@ i>s, !.+"4TF 7>x;B 点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: ~+m,im8} |R'i:= J#7(]!;F 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。 vbn>mg5
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