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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
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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~1H X)  
    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 ^ '!  
    g\Akf  
    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>{7 Gw  
    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  
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    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  
    wuKr 9W9Xa  
    镜头结构如下图所示: "] [u  
    /0(c-Dv  
    ^F g!.X_  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 O6$n VpD3  
    <8YIQA  
    5 [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  
    St;@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 yrjb 8  
    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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