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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
    YWDd[\4  
    :#UA!| nV  
    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)。 +JB*1dz>8  
    下载 BDX>J3h  
    联系工作人员获取附件 }{[p<pU$C  
    简介 51;Bc[)%  
    3g0v,7,Zv  
    单透镜为 SYNOPSYS 中建模最简单的成像系统。尽管如此,这个简单的成像系统的设计可以帮助您了解 SYNOPSYS 的界面,了解基本的设计概念和策略,并演示如何使用一些基本的分析功能来优化和确定光学性能。 #9A*BbY  
    这是由三篇文章组成的系列文章的第1部分,在第2部分中,我们将讨论一些可用于评估系统性能的分析。在第3部分中,我们将讨论如何优化单透镜,使其在设计约束下获得更好的性能。 \.F|c  
    光学设计软件 SYNOPSYS中提供了三种方式建模: 20M]gw]  
    1.有一个可用于输入透镜数据的 spreadsheet 电子表格; 3'7X[{uBr  
    2.通过命令行; iE]^ 6i  
    3.通过三维化的图形界面。 N*KM6j  
    在这个练习中,我们将设计和优化一个玻璃材料为 N-BK7 的单透镜。最终设计方案应满足以下规格和约束条件: kPSi6ci  
    w-Q=oEt  
    |9)y<}c5oM  
    使用给定 SYNOPSYS 的用户界面和可用的工具,可以很容易地建模和优化单透镜。 jz I,B  
    SYNOPSYS 中通过数据表建模 dAaxbP|  
    打开 SYNOPSYS 软件,在其顶部的工具栏中可以找到系统设置,在系统设置中可以对系统参数、系统波长以及系统物、光阑、光瞳进行设置。 n ,@ ge  
    3)l<'~"z<  
    r90R~'5x9  
    首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。 9 vNz yh\  
    h0l_9uI  
    = d!YM6G  
    其次,首先在系统参数中定义系统单位,镜头表面的数量以及镜头的名称。SYNOPSYS对镜头单位有四种选择:英寸毫米厘米。就本设计而言,将使用毫米对焦模式和光线追迹模式也可以在系统参数中设置。在系统波长中可以设置波长和权重、光谱向导以及探测器。 cejD(!MKe  
    iP?lP= M  
    yp pZ@  
    最后,在系统物、光澜、光瞳中,可以设置物参数等。入瞳直径可能是最常用的系统孔径类型,也是当前示例中最方便的定义。在 SYNOPSYS 中,入瞳直径被定义为从物空间看到的光瞳直径,以镜头单位为单位。 uzT>|uu$  
    %D ,(S-Uj  
    xz}=C:s  
    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: F[X;A\  
    x`K"1E{2  
    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: wy""02j  
    `t7GYmw^#  
    Hc\oR(L  
    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: CSr2\ogT  
    F&OcI.OTXF  
    WwLV^m]  
    在数据表中输入表面1数据,如下图所示: I$f'BAw  
    ?cD_\~  
    $-n_$jLY  
    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: #aadnbf  
    Lnl-han%  
    ?1H>k<Jp  
    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: ASr3P5/  
    a*o k*r  
     s)9 sb J  
    镜头结构如下图所示: %z["TVH  
    l, -q:8  
    ::Pf\Lb>  
    SYNOPSYS 中通过命令行建模 Bs<LJzS{V  
    f'u[G?C  
    deutY.7g  
    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: ,u   
    U5j0i]  
    D!bi>]Yd  
    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: buxyZV@1  
    O9:J ^g  
    z_:r&UP`"  
    镜头结构如下图所示: 5:l"*  
    ,.,Y{CP  
    {G _|gs  
    SYNOPSYS 中通过三维化的图形建模 Jv D`RUh  
    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: \6,Z<.I  
    _;k))K^  
    Ap`D{u/  
    HjX)5@"o(  
    o%v,6yv  
    在“0”表面设置 OBB ,结果如下图: D o!]t7Y$  
    l4q7,%G  
    Oz.Zxw  
    'h{DjNSM  
    ~VJP:Y{[  
    在“1”表面设置半径、厚度和表面的材料,结果如下图: SSr2K  
    Y1 6pT  
    58/\  
    在表面2后添加一个表面,结果如下图: bt?)ryu  
    Nv\<>gA:  
    H=5#cPI#(^  
    设置表面2的半径,并对表面2进行 YMT 求解,结果如下图: :']O4v#^  
    f2{qj5 K  
    avH3{V  
    点击更新后,单透镜就建模完成了,结果如下图: q^b_'We_9  
    qAuq2pHA+d  
    %(kf#[zQ  
    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。 'a enh j  
     
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