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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四:90度目镜 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-08
    在本课中,我们将设计一个目镜。我们将让计算机完成几乎所有工作。结果是一个具有良好性能的8片镜片的镜头 Hc q@7g  
    我们假设望远镜物镜图像直径为1.2英寸,我们希望观察者看到90度的无畸变图像。 这种镜头可以通过两种方式设计:从物镜到眼睛,或者从眼睛到物镜。 在这个例子中,我们将选择前一个方案。 (在第37课中,我们将以另一个方案进行。) I|mxyyf  
    我们将从远处的物镜将光线对准镜头,首先对准镜头内一英寸的一点,并要求光线以45度的角度从轴上射出。 Lr>4~1:`  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) 5_L43-  
    7nPm{=B G  
        TIME } M\G  
        CORE 12 %bnjK#o"Q  
        OFF 1 99 1Imb"E  
        DSEARCH 5 QUIET qkyYt#4E  
        SYSTEM eR8>5:V_  
        ID EYEPIECE EXAMPLE sy9YdPPE  
        OBD 1.0E9 45 1.27 ]<O -  
        UNI MM lzZ=!dG  
        WAVL CDF IG@@CH  
        WAP 1 SR\$fmo  
        END N<lf,zGw  
         ,Hsu ;I~  
        GOALS D_cd l^  
        ELEMENTS 9 bNz2Uo!0K  
        TOTL 200 .01 dU"C=c(w\  
        BACK 0 0 [WunA,IuR  
        FNUM 7.0 10 6HR*)*>z_  
        ASTART 5 TGPHjSZ1  
        THSTART 5 &[}5yos r  
        RSTART 100 ngaQa-8w  
        RT 0.25 o Bp.|8-  
        NPASS 80 $2*&\/;-E!  
        ANNEAL 100 10 Q 100 }(if|skau  
        SNAP 10 ok9G9|HA  
        TOPD mZ t:  
        STOP FIRST         51M'x_8  
        STOP FREE AwGDy +  
        QUICK 50 100 u]Y NF[]  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     N_8L8ds5  
        FWT 3 1 1 1 1 1 : ]JsUb{YK  
        END C}mWX7<Z.  
         x1*@PiO,.  
        SPECIAL AANT 04<T2)QgK  
        ACA 50 1 1 b(gcnSzM2  
        ADT 10 .1 10 kPZ1OSX  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     GUK3`}!%  
        M -.008 10 A P HH 1         ma4r/8Q  
        M -.004 10 A P HH .5     Kx[z7]1@  
        M -.0064 10 A P HH .8 lf9_!`DGV  
        M 0 1 A P YA 1         GB_ m&t  
        S GIHT } "ts  
        END oWc +i U(  
        GO #3u471bp  
        TIME pNzGpCk  
    U_,K_6vj  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 MtO p][i  
        
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。 <ByDT$E_  
        
        该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 T)B1V,2j=  
         zuZlP  
        PANT ;w}5:3+  
        VY 0 YP1 4==Lt Ep  
        VLIST RD ALL *8CE0;p'k  
        VLIST TH ALL k||DcwO  
        VLIST GLM ALL 0Z{(,GU  
        END Qmh*Gh? v  
        AANT P Rx=pk  
        AEC (Dl68]FX  
        ACC S.OGLLprp  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM way-Q7  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 1P\_3.V{  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 W}1h~rNy  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 \:?H_^^ d  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 ] H[FZY  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 )FqE8oN-  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 2'r8#,)  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 , 0rC_)&B  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 u$[T8UqF  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 7iKbd  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ?Xo9,4V1  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 &WHEPdD  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 Cst> 'g-yB  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL :1>R~2  
        ACA 50 1 1 /qL&)24  
        ADT 10 .1 10 <`9:hPp0  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 &,&oTd.  
        M -.008 10 A P HH 1   \ca4X{x  
        M -.004 10 A P HH .5 i9)y|  
        M -.0064 10 A P HH .8 `czXjZE  
        M 0 1 A P YA 1   ()>\D  
        S GIHT |R*fw(=W  
        END rd 1&?X  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     #PA"l` "  
        SYNOPSYS   80 ;o3 .<"  
    让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果: 5J&n<M0G1  
        
        我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个波长的误差。     ^j=_=Km]  
    准备一个新的MACro 如下: oci-[CI,  
    "=f*Lk@[  
        STO 9 gi@+2 7;  
        CHG ^?xXP=/  
        NOP =8dCk\/  
        18 TH 2000 g}qK$>EPS  
        19 YMT D0k7)\puQ  
        20 +TAm9eDNV  
        END c/2OR#$t  
        STEPS = 100 |ns^' q  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 "ej>1{3Y:=  
        GET 9     ~0 FqY &4  
    运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制 9Jk(ID'c  
        
        我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。 vPwDV_zk  
    在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。 ohM'Fx"q  
    接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变,因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片: {fN_itn  
        
        我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能,该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了! 6OTxtk  
    该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同,则系统没有畸变。 3.d=1|E  
    现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。 |k+&we uY  
    esu6iU@  
        CHG ;LrKXp  
        NOP nQ(#'9  
        END dF.T6b  
        MSW VBCj.dw  
    当光谱向导打开时,我们选择天文学资源例如太阳,月亮,行星。然后我们单击视觉,并选择视觉,明视觉。 单击10个波长的选项,然后单击“获取光谱”。 4GHIRH C%[  
        
        这是光源和探测器组合的光谱。单击精细设置,将光谱向右移动一点。然后对镜头单击应用于镜头并关闭对话框。 7_Q86o  
        
        关闭向导并打开MPF对话框。这将显示衍射点在视场上的扩散。选择外观显示,通过4放大,然后执行。 H*\ }W  
        
        我们可以通过打开对话框MGS,选择绘制条纹 X设置为3,然后点击OK来显示图形系统总结 &gEu%s^wR  
        
        衍射限制了大部分视场的清晰度。我们必须判断目标值。这里显示的弥散斑与你眼睛能查看的清晰度相当。 wA~Nfn ^  
    这个镜头是DSEARCH列表上的头一个镜头,但是我们有时会尝试其他初始结构的镜头。请检查它们——并注意,由于我们在本课中使用了模拟退火特性,每次返回的结果都会有所不同。所以多运行DSEARCH几次,每次都要优化和检查结果。并尝试使用RSTART的值。 7T2W% JT-,  
    如果我们对这个目镜的结果满意的话,下一步就是把它优化成可加工的镜头。阅读有关IRG和ARGLASS的内容,您将了解更多。
     
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