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!<r8~ A3!( 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)。 ML= z<u+ 下载 {D, RU8& 联系工作人员获取附件 $?f]ZyZr. 简介 5f_7&NxT
%U?)?iZdL 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。 oAz<G 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。 hdj%|~Fj 光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模： v[L[A3`"/ 1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格； U ~/ID 2.通过命令行； v#U pw\! 3.通过三维化的图形界面。 \h#9 oPy 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: Qlh?iA  m6MaX}&zv
@L8;VSI 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。 +c?ie4 SYNOPSYS 中通过数据表建模 o#}mkE87 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。 O X3Xy7  >76 |:Nq
8ds}+TtbY 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。 {US>)I  jL_5]pzJ
PbEQkjE 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。 PL@7 KD Q  Efr3x{ j
e=J*Esc@k 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。 Yxq j -  aAcKwCGq\  ZIW7_Y>_ 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： ?O7iK<5N  VIg \]%qse 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: gh61H:t kR  Z s73
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8&?p 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： }!B. K^@)  H:MU Nc8i
eJaUmK: 在数据表中输入表面1数据，如下图所示： 5rN7':(H!%  mu>] 9Z W
a7*COh 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： zq=&4afOE  e5L 1er;6
A^L?_\e6 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： %rXex y!V  8_ X. c
cNeiD@t3V& 镜头结构如下图所示： vv*
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)f[C[Rd SYNOPSYS 中通过命令行建模 O m6Mmoqh 2-7Z(7G{ F
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TpX` 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： C *Xik9n  wPQ&Di*X}
nF| Oy0 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： UOJ*a1BM  b~9`]+
/+29.1# | 镜头结构如下图所示： pU@YiwP"]x  QH:>jmC{1h
Iht'e8 )gq SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 1 yJ75/ 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： jJ<;2e~OW  G g(NGT
? -S8yqe $':JI#
^vG=|X|)c 在“0”表面设置 OBB ，结果如下图： []=_<]{  bl`D+/V
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%rw}u"3T 在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料，结果如下图： "R 8.P/ 3  y]7 %$*
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@ "0uM?_)- 在表面2后添加一个表面，结果如下图： fw:7U %MGv  HS(U4
J ZA*{n2 设置表面2的半径，并对表面2进行 YMT 求解，结果如下图： V&g)m.d:n  !"`Jqs
aU4R+.M7@ 点击更新后，单透镜就建模完成了，结果如下图： ^glX1 )  "A]?M<R
}a' cm!" 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。 6-ti Rk~
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