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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
    OlP#|x*  
    {AZW."?  
    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)。 =0Nd\  
    下载 yEH30zSt  
    联系工作人员获取附件 5yry$w$G)  
    简介 1&dWt_\  
    [P^ .=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。 p%}oo#%J  
    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。 | 2mEowAd  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: YcIk{_N3  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; 6 ,!]x>B  
    2.通过命令行; hgm`6TQ  
    3.通过三维化的图形界面。 GR"Jk[W9  
    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: x{=ty*E  
    @Fo0uy\ G  
    j}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。 5[0n'uH  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 6%)dsTAB  
    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。 5@i/4%S  
    Gv<K#@9T  
    zgLm~  
    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。 /Qbt  
    2 Y%$6NX  
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    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。 (|S e+Y#e,  
    -\>Xtix^-c  
    E}~ GXG  
    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^Pcx  
    KX{S8_  
    <CeDIX t  
    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: ZMbv1*Vt  
    (}'0K?  
    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: y6$5meh.T  
    `/"TYR%  
    ucyxvhH^-  
    设置镜头材料时,选择玻璃表 >Schott,然后输入 N-BK7 ,再点击设置。如下图所示: |Kb-oM&^#  
    xmbkn}@A  
    syMB~g  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: hMdsR,Iq  
    k kY*OA  
    3rs=EMz:w  
    SYNOPSYS 中有许多不同的求解类型,每个求解类型都有特定的用途。数据求解时,选择编辑厚度求解 >YMT 进行厚度求解,且目标值为0。如下图所示: 9"&HxyOfX  
    |XPT2eQ{  
    qL(Qmgd  
    在数据表中输入表面2的数据并设置厚度求解,如下图所示: 8$S$*[-a  
    $6R<)]6  
    H"m^u6Cmy-  
    镜头结构如下图所示: /,wG$b+  
    xCGvLvFn  
    uYF_sf  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 *Z Aue.  
    D.X%wJ8  
    _.zW[;84b  
    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:  R:-^,/1  
    #TRPq>XzD  
    a>6!?:Rj  
    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: I@e{>}  
    hK?uGt d?  
    os"o0?  
    镜头结构如下图所示: o^biO!4,  
    .(`#q@73  
    &?v^xAr?B  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 #X`j#"Ov2(  
    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: "2$C_aE  
    ?=-18@:.ss  
    u+kXJ  
    !'[f!vsyM{  
     5'Y @c  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: ZF>zzi+@  
    `#E1FB2M  
    PohG y  
    9H`Q |7g(5  
    fMy7pXa_  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: )L<NW{  
    D`V03}\-  
    9Y3_.qa(.  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: !SMIb(~[z  
    QQj)"XJ29  
    Tm 6<^5t  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: "l"zbW WOH  
    $<OX\f%  
    bODCC5yL  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: W c{<DE?J  
    c=0S]_  
    @Xts}(L  
    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。 7LbBS:@3z_  
     
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