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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
    Uo7V)I;o  
    wy1xZQ<5  
    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)。 _W3>Km-A=/  
    下载 yHka7D  
    联系工作人员获取附件 5dPPm%U{  
    简介 r/32pY  
    Y~j )B\^{  
    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。 W_C#a'$  
    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。 V\ 7O)g  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: *s"dCc  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; h dw~AGO#  
    2.通过命令行; KqE5{ q  
    3.通过三维化的图形界面。 7E-1 #4  
    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: _,U`Iq+X  
    .+'`A"$8  
    B}(+\Q$I  
    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_RxJWka  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 ^F*G  
    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。 )Hp{8c  
    "i}?jf {a  
    #})OnM^],  
    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。 SR4cR)Iz  
    $eI=5   
     bK7j"  
    其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 TxN'[G  
    7<ZP(I5X  
    RbY=O OQ  
    最后,在系统物、光澜、光瞳中,可以设置物参数等。入瞳直径可能是最常用的系统孔径类型,也是当前示例中最方便的定义。在 SYNOPSYS 中,入瞳直径被定义为从物空间看到的光瞳直径,以镜头单位为单位。 8w:A""  
    SXA`o<Ma  
    vp4l g1/  
    在计算机辅助序列透镜设计中,光线按其排列的顺序从一个表面追迹到下一个表面。为此, SYNOPSYS 使用一种名为 SPS 的数据表。打开 SYNOPSYS 后,在 SYNOPSYS 命令窗口中输入 SPS 就可以看到数据表。除了在命令窗口输入指令,您还可以在主窗口上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标,或者在镜头结构窗口 (PAD) 上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标。这三种方法都可以打开 SYNOPSYS 的数据表,下图是打开后的界面: }=+J&cR  
    }! jk  
    镜头数据编辑器是主要的电子表格,其中输入了大部分镜头数据。部分主要输入项包括: >A+0"5+_p  
    aMxg6\8  
    '\&t3?;  
    设置镜头材料时,选择玻璃表 >Schott,然后输入 N-BK7 ,再点击设置。如下图所示: 123 6W+  
    sn4wd:b7%  
    u+&t"B  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: g.& n X/  
    F@76V$U.  
    4490l"  
    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: 3k AhvL  
    s bxOnw P\  
    K!JXsdHK  
    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: nkv+O$LXP  
    'T8(md299  
    Ic%c%U=i  
    镜头结构如下图所示: vp"b_x1-  
    V*uoGWL]+  
    P|>pm]>C  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 KfSI6 Y _  
    j J}3WJ  
    Y [hTO.LF  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模,在命令窗口中输入 EE 指令,可以打开宏指令编辑器。如下图所示: E3):8>R;1  
    8BL ]]gT-I  
     8>}k5Qu  
    在命令窗口中输入单透镜的镜头文件,点击运行,就可以在PAD窗口中看到形成的镜头结构。打开附件中的 “DAN.MAC” ,镜头文件如下图所示: +/bT4TkML  
    QO0#p1fom'  
    {z4v_[-2CF  
    镜头结构如下图所示: z NF.nS}:  
    Znv3h  
    )2Ru} -H  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 .4jU G=  
    打开软件 SYNOPSYS,点击工作表,在弹出的工作表镜头编辑窗口进行镜头设计。工作表如下图: 69z,_p$@:  
    7Vn;LW  
    YA";&|V  
    q_h=O1W  
    M<4tjVQ6  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: 9^DXw!  
    Kzj9!'0R  
    z1-JoZ  
    2|LgUA?<  
    hSg4A=y  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: 7j9X<8 *  
    aBBTcN%'  
    Rxg ^vM*  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: nB; yS<  
    :o)4Y  
    Y-0o>:SM  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: 4RLuv?,)~  
    6X2~30pdE  
    'b?Px}  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: a2'si}'3  
    8P kw'.r  
    'Ti7}K  
    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。 6N6}3J5  
     
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