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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
    hZ\W ?r  
    6<Pg>Bg  
    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)。 #+ lq7HJ1  
    下载 i>if93mpj  
    联系工作人员获取附件 ,, H$>r_;  
    简介 T~~$=vP9  
    vhquHy.qi#  
    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。 I9G*iu=U   
    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。 \|>`z,;  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: 3f2Hjk7,d  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; oQjB&0k4  
    2.通过命令行; :_YG/0%I  
    3.通过三维化的图形界面。 gc8PA_bFz  
    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: Y/ac}q  
    Iv|WeSL.  
    _d=&9d#=\  
    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。 }v$=mLy  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 n\ ',F  
    打开 SYNOPSYS 软件,在其顶部的工具栏中可以找到系统设置,在系统设置中可以对系统参数、系统波长以及系统物、光阑、光瞳进行设置。 zQj%ds:  
    JQh s=Xg  
    .gkPG'm[  
    首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。 zf;[nz  
    )w 8lusa  
    6r-n6#=  
    其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 >8fz ?A  
    (yTz^o$t|  
    xjbyI_D  
    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。 u+gXBU  
    W*DIW;8p  
    ~md|k  
    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: ?nSp?m;  
    tfKeo|DM"  
    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: &MQt2aL  
     nIDsCu=A  
    n]fbV/ x  
    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: /uz5V/i0  
    <w2NJ ~M^  
    8\.1m9&r>o  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: (*WZsfk>/<  
    898wZ{9  
    =ObtD"  
    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: JTB~nd>  
    42LXL*-4  
    95 .'t}  
    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: pfQZ|*>lkb  
    ?uX6X'-  
    5 /jY=/0.a  
    镜头结构如下图所示: 1Da [!^u,D  
    3a)Q:#okD  
    sCCr%r]zL  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 Z#:@M[HH{  
    1@z@  
    r~fl=2>yQ  
    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: @>nk^ l  
    4NR5?s  
    &c9Fw:f;  
    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: FRQ("6(  
    7Z~szD  
    $,zM99  
    镜头结构如下图所示: *`pBQZn05O  
    u2O^3r G-  
    $#JVI:  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 ,zw=&)W1  
    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: $5CY<,f  
    %c/"A8{eb  
    y* Q-4_%,  
    9.#R?YP$  
    R/cq00g  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: I5OH=,y`  
    YIUmCx0a  
    _"bvT?|  
    9l_?n@   
    r_sl~^* :  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: 0Ilvr]1a4  
    F8;4Oj  
    s l @6  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: \bA'Furp  
    \0T*msYQ  
    'p+QFT>Ca  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: Pc4c Sw#5  
    JP@m%Yj  
    ^K8a#-  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: U9sub6w6  
    o? "@9O?  
    9+Bq00-Z$  
    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。  !Ocg  
     
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