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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 $eI=5
bK7j" 其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 TxN'[G 7<ZP (I5X RbY=OOQ 最后,在系统物、光澜、光瞳中,可以设置物参数等。入瞳直径可能是最常用的系统孔径类型,也是当前示例中最方便的定义。在 SYNOPSYS 中,入瞳直径被定义为从物空间看到的光瞳直径,以镜头单位为单位。 8w:A"" SXA`o<Ma vp4l g1/ 在计算机辅助序列透镜设计中,光线按其排列的顺序从一个表面追迹到下一个表面。为此, SYNOPSYS 使用一种名为 SPS 的数据表。打开 SYNOPSYS 后,在 SYNOPSYS 命令窗口中输入 SPS 就可以看到数据表。除了在命令窗口输入指令,您还可以在主窗口上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标,或者在镜头结构窗口 (PAD) 上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标。这三种方法都可以打开 SYNOPSYS 的数据表,下图是打开后的界面: }=+J&cR } ! jk 镜头数据编辑器是主要的电子表格,其中输入了大部分镜头数据。部分主要输入项包括: >A+0"5+_p aMxg6\8 '\&t3?; 设置镜头材料时,选择玻璃表 >Schott,然后输入 N-BK7 ,再点击设置。如下图所示: 1236W+ sn4wd:b7% u+&t"B 在数据表中输入表面1数据,如下图所示: g.&n
X/ F@76V$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: 3kAhvL sbxOnwP\ 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$LXP 'T8(md299 Ic%c%U=i 镜头结构如下图所示: vp"b_x1- V*uoGWL]+ P|>pm]>C
SYNOPSYS 中通过命令行建模 KfSI6
Y_ jJ}3WJ Y[hTO.LF SYNOPSYS 中通过命令行建模,在命令窗口中输入 EE 指令,可以打开宏指令编辑器。如下图所示: E3):8>R;1 8BL]]gT-I 8>}k5Qu 在命令窗口中输入单透镜的镜头文件,点击运行,就可以在PAD窗口中看到形成的镜头结构。打开附件中的 “DAN.MAC” ,镜头文件如下图所示: +/bT4TkML QO0#p1fom' {z4v_[-2CF 镜头结构如下图所示: zNF.nS}: Znv3h )2Ru}
-H SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 .4jU G= 打开软件 SYNOPSYS,点击工作表,在弹出的工作表镜头编辑窗口进行镜头设计。工作表如下图: 69z,_p$@: 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 8Pkw'.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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