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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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    *4|Hqa  
    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)。 ?r_l8  
    下载 :D7|%KK  
    联系工作人员获取附件 =:+0)t=ao  
    简介 hO[3Z ^X  
    N -w(e  
    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。  ,YhwpkL  
    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。 [\R>Xcu>  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: wY"o`o Z  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; dGwszziuK  
    2.通过命令行; bAr` E  
    3.通过三维化的图形界面。 YRlDX:oX~  
    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: UofTll)  
    (Vg}Hh?p  
    (cv!Y=]  
    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。 yg]2erR  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 >"3>fche  
    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。 @ \2#Dpr  
    irTv4ZE'+l  
    M`D$!BJr  
    首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。 ]IJv-(  
    xv7"WFb  
    9j*0D("  
    其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 "8V{5e!%j'  
    fRTo.u  
    GD-&_6a  
    最后,在系统物、光澜、光瞳中,可以设置物参数等。入瞳直径可能是最常用的系统孔径类型,也是当前示例中最方便的定义。在 SYNOPSYS 中,入瞳直径被定义为从物空间看到的光瞳直径,以镜头单位为单位。 ) gR=<oa  
    mCKk*5ws5"  
    5(&xNT-n8  
    在计算机辅助序列透镜设计中,光线按其排列的顺序从一个表面追迹到下一个表面。为此, SYNOPSYS 使用一种名为 SPS 的数据表。打开 SYNOPSYS 后,在 SYNOPSYS 命令窗口中输入 SPS 就可以看到数据表。除了在命令窗口输入指令,您还可以在主窗口上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标,或者在镜头结构窗口 (PAD) 上方的快速访问工具栏中找到数据表的图标。这三种方法都可以打开 SYNOPSYS 的数据表,下图是打开后的界面: =neL}Fav56  
    R|!B,b(  
    镜头数据编辑器是主要的电子表格,其中输入了大部分镜头数据。部分主要输入项包括: +Zk,2ri  
    p2x [p  
    [FQ\I-GNC  
    设置镜头材料时,选择玻璃表 >Schott,然后输入 N-BK7 ,再点击设置。如下图所示: !.fw,!}hOD  
    NHX>2-b  
    ;K:8#XuV  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: > 8]j  
    #f'DEo<b  
    jJwkuh8R  
    SYNOPSYS 中有许多不同的求解类型,每个求解类型都有特定的用途。数据求解时,选择编辑厚度求解 >YMT 进行厚度求解,且目标值为0。如下图所示: y,+[$u7h  
    !F!3Q4  
    bdh(WJh%  
    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: ,ZI\dtl  
    4}KU>9YRA  
    TF+ l5fv  
    镜头结构如下图所示: "r.2]R3  
    l54|Q  
    iz}sM>^  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 MmU%%2QG  
    8 |h9sn;P  
    ST8!i`Q$  
    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: :cp   
    dYOF2si~%  
    A~-#@Z  
    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: "EftN5?/  
    :,*eX' fH  
    J.M.L$  
    镜头结构如下图所示: k ~6- cx  
    Ri?\m!o  
    1"K*._K  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 [ug,jEH"S  
    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: &A50'8B2A  
    CdhSp$>  
    }WP-W  
    T<jfAE  
    nx4P^P C  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: >mIg@knE  
    /3^P_\,>f  
    E;-qP)yU  
    !jh%}JJ  
    Ex($  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: >BqCkyM9Kf  
    F>Y9o- o2  
    J^H =i)A  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: kC^.4n om  
    ~mILA->F  
    L]zNf71RD  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: oK-!(1A-  
    j|'R$|  
    q9}2  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: -gKpL\  
    B7 "Fp  
    |"}4*V_*  
    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。 YQ,tt<CQ  
     
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