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	  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)。 |@Sj:^cJD  下载 9D,/SZ-v  联系工作人员获取附件 !63]t?QXMG  简介 G-Dc(QhU&
 r"bV{v  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。 v)s;
wD  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。 .ovG_O  光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: z 8y.@<6  1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; 2e|m3  2.通过命令行; AEE&{_[S  3.通过三维化的图形界面。 +XoY@|Djd  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:  TS49{^d$
  )=5,S~IT ^j *H  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。 -APbN(Vi  SYNOPSYS 中通过数据表建模 HMl
M!Xk?  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。 YLehY
  {2T;^+KE eiJ~1HX)  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。 m
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  g\A kf 7;3;8Q	FX  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。 *RJiHcII
  Ck>{7Gw 1dl(`=^X  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。 UJ7{FN=@t
  %[WOQ.Sh  Yc2dq e>  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: I08W	I u  49-wFF  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: O%*:fd,o-  ^
RIWW0 6S&OE	k  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: )JXy>q#
  !~fy".|x 0@/C5 v  在数据表中输入表面1数据,如下图所示: (g3@3.Kk)
  ,?(U4pzX g66x;2Q  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: Zr|z!S?aSC
  O\q-Ai ,&iZ*6=X?0  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: P]<15l
  nXAGwU8a wuKr9W9Xa  镜头结构如下图所示:  "]	[u
  /0(c-Dv ^Fg!.X_  SYNOPSYS 中通过命令行建模 O6$n VpD3   <8YIQA
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[X,?  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: h{VdW}g
  S t;@ZV 7_c/wbA#me  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: ]6@6g>f?
  4GG0jCNk yII+#?D  镜头结构如下图所示: D8\9nHUD`
  Y{g[LG`U }S 6h1X  SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 _|wnmeL*  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: d-'BT(@:
  YYF.0G} j|%>NB	):   x<1t/o
 q_z ;kCHM  在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: 	>oL|	nwn
  \:9<d@? ;! ,I1{`   ?eDZ-u9)
 z	yrjb8  在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: +c' n,O~3
  349BQ5ND <6.?:Jj  在表面2后添加一个表面,结果如下图: J6gn!
  _71&".A :4[_&]H  设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: }% `f%/
  8u7QF4
Id 7[:?VXQ  点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: UL]zuW/
  5,9cD`WR^ <z8z\4Hz  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。 lu;gmWz
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