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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: m0c P ( .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\40l }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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