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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
    5pNbO[  
    3L24|-GxH  
    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)。 ^%X,Rml<e  
    下载 ny:c&XS  
    联系工作人员获取附件 ZyE2=w7n  
    简介 3}::"X  
    76[O3%  
    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。 D:Zpls.  
    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。 27b7~!  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: ]A}'jP  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; 6x\+j  
    2.通过命令行; pm<zw-  
    3.通过三维化的图形界面。 &wj;:f  
    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: 7&G[mOx0  
    k[oU}~*U+  
    l 6wX18~XJ  
    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。 Ba/Z<1)  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 ~ei\~;n\@  
    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。 }a@ZFk_>  
     /kGRN @  
    t?^C9(;6  
    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。 Ou IoO  
    *JXiOs  
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    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。 ;u LD_1%  
    i70TJk$fs  
    X<s']C9c  
    最后,在系统物、光澜、光瞳中,可以设置物参数等。入瞳直径可能是最常用的系统孔径类型,也是当前示例中最方便的定义。在 SYNOPSYS 中,入瞳直径被定义为从物空间看到的光瞳直径,以镜头单位为单位。 |RQ19m@  
    620y[iiK$  
    @YyTXg{ZK  
    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: bu"R2~sb  
    ;i`X&[y;  
    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: H`4H(KWm  
    a pqzf  
     "m3:HS  
    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: 2U,O e9  
    \RZFq<6>  
    )5P*O5kQ -  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: @L|X('i  
    (x9d7$2  
    5J1A|qII  
    SYNOPSYS 中有许多不同的求解类型,每个求解类型都有特定的用途。数据求解时,选择编辑厚度求解 >YMT 进行厚度求解,且目标值为0。如下图所示: ' pOtd7Vr  
    Xr~6_N{J  
    SymSAq0$F  
    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: KU[eY}   
    ,J?Hdy:R  
    Sv.z9@S  
    镜头结构如下图所示: i> Ssp  
    ZjLzS]\a  
    D"fE )@Q@Y  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 ann!"s_  
    )F 6#n&2  
    v=?U{{xQ  
    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: j.4oYxK!s/  
    #V[ ?puE@  
    DG1  >T  
    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: Lys4l$J]  
    }gL9G  
    xd8UdQ, lt  
    镜头结构如下图所示: s)<#a(!  
    +uW$/_Y$  
    i%H_ua  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 sChMIbq!Av  
    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: $enh>!mU  
    #"d.D7nA  
    ,-A8;DW]^J  
    }(O/y-  
    \/4ipU.  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: %[4/UD=7  
    HTI1eLZ2  
    i7 `dY {p7  
    V ?3>hQtB  
    }[Uh4k8P  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: e;pVoRI  
    ]9)pFL  
    TCp!4-~,  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: m}0US;c#f  
    1d!7GrD F  
    4vTO  #F  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: { yU1db^  
    @lAOi1m,,  
    =If% m9  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: nL@ "FZ`(  
    {6)fZpd)@  
    ?UQVmE&  
    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。 W^0F(9~!(  
     
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