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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 正序阅读 楼主  发表于: 2022-07-08
    $\+"qs)  
    D^$]>-^  
    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)。 !!9{U%s  
    下载 ,dOMW+{  
    联系工作人员获取附件 \{lE0j7}h  
    简介 Q^nG0<q+  
    b"^\)|*4;  
    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。 f;R>Pr;rD  
    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。 (s&ORoVGn  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: Dp^95V@  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; ^[0" vtb  
    2.通过命令行; cFw3Iw"JJ  
    3.通过三维化的图形界面。 2f `&WUe  
    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: bZu$0IG  
    R^uc%onP  
    %Sc=_%6  
    使用给定 SYNOPSYS 的用户界面和可用的工具,可以很容易地建模和优化单透镜。 % ^e@`0L  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 KLW&bJ$|j  
    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。 =ydpU<aS  
    ZH!;z-R  
    !F-sA: xq  
    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。 %Or2iuO%-,  
    JfSdUWxT  
    z1#oW f{*  
    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。 |ebvx?\  
    +eC3?B8rN  
    \,hrk~4U;(  
    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。 X`D+jiQ(f  
    (NPxab8e*  
    LGAX"/LX  
    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: g(nK$,c  
    /;7ID41  
    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: $Vsy%gA<  
    J,9%%S8/C  
    X'jr|s^s  
    设置镜头材料时,选择玻璃表 >Schott,然后输入 N-BK7 ,再点击设置。如下图所示: 7r['  
    - {0g#G  
    :1*zr  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: &lUNy L  
    Hl/7(FJqc>  
    BO]=vH  
    SYNOPSYS 中有许多不同的求解类型,每个求解类型都有特定的用途。数据求解时,选择编辑厚度求解 >YMT 进行厚度求解,且目标值为0。如下图所示: ZRPE-l_3:  
    ZzT&$J7]`{  
    Ms,@t^nk  
    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: -( (Z@T1k  
    .x>HA^4  
    V'C-'Ythwf  
    镜头结构如下图所示: ex!XB$X  
    ?3Pazc]+|  
    fy`+Efuj  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 UDM yyVd  
    Jl_~_Z  
    |UYED%dC  
    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: lJUy;yp_+  
    Fav^^vf*1  
    z(rK^RT  
    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: >IBTBh_ka  
    F(;jM(  
    l 1|~  
    镜头结构如下图所示: #cO+<1  
    /z#F,NB  
    ld95[cTP  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 mbGcDG[HQ  
    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: TOrMXcn!/  
    S*xhX1yUi  
    McP~}"!^  
    O2% `2h  
    |/*pT1(&  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: vlu $!4I  
    -p]>Be+^x  
    %<AS?Ry  
    |Q5+l.%  
    r ^ Y~mq  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: VXwPdMy*L  
    #52NsVaT@  
    26 ?23J ;  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: M%|f+u&  
    5j`v`[B;  
    ^SAq^3^P!  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: C.( yd$,  
    6rT4iC3Q{  
    H]]c9`ayt  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: =hGJAU  
    LN\[Tmd &  
    ED/FlL{  
    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。 v8~YR'T0`V  
     
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