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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
    Z/t+8;TMR,  
    ~y/ nlb!  
    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)。 S" xKL{5  
    下载 fZ*+2T>  
    联系工作人员获取附件 ;~D)~=|ZZ  
    简介 M+w=O!dq  
    !t gi  
    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。 &ge "x{,?  
    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。 >[_f3;P  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: ie2WL\tR4  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; y#q?A,C@n  
    2.通过命令行; paKSr|O  
    3.通过三维化的图形界面。 P@9t;dZN  
    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: dvt9u9Vg=  
    =5kY6%E7c  
    #6+@M  
    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。 {= F /C,-  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 k +H3Bq  
    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。 =y0C1LD+  
    Sgp;@4`M  
    U$_xUG  
    首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。 Z@]e{zO  
    [%77bv85.G  
    ,u`B<heoLU  
    其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 C/TF-g-_Y  
    %Ti}CwI`  
    1 D<_N  
    最后,在系统物、光澜、光瞳中,可以设置物参数等。入瞳直径可能是最常用的系统孔径类型,也是当前示例中最方便的定义。在 SYNOPSYS 中,入瞳直径被定义为从物空间看到的光瞳直径,以镜头单位为单位。 X@K-^8  
    ha(Z<  
    wPwXM!  
    在计算机辅助序列透镜设计中,光线按其排列的顺序从一个表面追迹到下一个表面。为此, SYNOPSYS 使用一种名为 SPS 的数据表。打开 SYNOPSYS 后,在 SYNOPSYS 命令窗口中输入 SPS 就可以看到数据表。除了在命令窗口输入指令,您还可以在主窗口上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标,或者在镜头结构窗口 (PAD) 上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标。这三种方法都可以打开 SYNOPSYS 的数据表,下图是打开后的界面: r[lF<2&*R  
    !f&Kf,#b`  
    镜头数据编辑器是主要的电子表格,其中输入了大部分镜头数据。部分主要输入项包括: @U3Vc|  
    il:$sd  
    (^u1~1E 5  
    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: XqW@rU  
    L1Iz<>  
    DGAX3N;r6{  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: v?& -xH-S  
    XgLL!5`  
    ?34 e-  
    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: H\qC["  
    dt`{!lts'  
    ^(|vsFzn  
    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: m0cP(  
    .zn;:M#T  
    ]cGA~d  
    镜头结构如下图所示: z#]Jv!~EPE  
    (&+kl q  
    ?sMP~RHQ  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 rz@=pR :  
    fp[|M  
    , ]+z)   
    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: Y0_),OaY  
    HmiJ~C_v`:  
    i1>- QDYnJ  
    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: u"d~!j1  
    ? P( ZA  
    TW[_Ko86  
    镜头结构如下图所示: /XhIx\40 l  
    }jVSlCF@t  
    *g[^.Sg  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 76Vl6cPu>  
    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: Kwg4sr5"D  
    WV#%PJ  
    WC|.g,9#  
    \U[ {z&]~  
    7LU}Iiv  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: dO4{|(z  
    6Qx#%,U^ J  
    `~ * @q!  
    uU:CR>=AKW  
    FKT1fv[H  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: [&nh5 |f  
    }b0; 0j  
    \l.-eu'O  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: w*|7!iM  
    IjR'Qou5  
    e{v=MxO=S  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: '*k'i;2/1  
    ngat0'oa  
    sRrzp=D  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: ea~:}!-P  
    _<NMyRJo  
    o4zM)\;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。 *H.oP  
     
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