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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 kMCP .D45;  
    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。) J[:#(c&c!1  
    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。 fE~KWLm  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) ISC>]`  
    e-y$&[  
        TIME Y"bm4&'  
        CORE 12 -:%QoRC y  
        OFF 1 99 V\zcv@  
        DSEARCH 5 QUIET K+vD&Z^  
        SYSTEM +@?Q"B5u}  
        ID EYEPIECE EXAMPLE 8%CznAO"?W  
        OBD 1.0E9 45 1.27 *fc8M(]&d  
        UNI MM aeUgr !  
        WAVL CDF <8 <P,  
        WAP 1 @>O7/d?O  
        END ):PN0.H8  
         dPu27 "  
        GOALS 9f0`HvHC  
        ELEMENTS 9 ]Ik~TW&  
        TOTL 200 .01 uuEvH<1  
        BACK 0 0 CmBP C jh  
        FNUM 7.0 10 M}o.= Iqa  
        ASTART 5 s?}qia\~m  
        THSTART 5 ^5]9B<i[Y  
        RSTART 100 [Ix6ArY  
        RT 0.25 HD KF>S_S  
        NPASS 80 Jn{)CZ  
        ANNEAL 100 10 Q 100 9ia&/BT7"z  
        SNAP 10 -Ct+W;2  
        TOPD tRU/[?!  
        STOP FIRST         .\oW@2,RA9  
        STOP FREE <~uzHg%Y  
        QUICK 50 100 u W,J5!  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     \m|5Aqs  
        FWT 3 1 1 1 1 1 pP.`+vPi  
        END ]~]TZb  
         F'[Y.tA ,#  
        SPECIAL AANT #9TL5-1y  
        ACA 50 1 1 (nLzWvN  
        ADT 10 .1 10 S*G^U1Sc+  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     D,.`mX  
        M -.008 10 A P HH 1         }Y7P2W+4?  
        M -.004 10 A P HH .5     E'{:HX  
        M -.0064 10 A P HH .8 \uHC9}0  
        M 0 1 A P YA 1         t8RtJ2;  
        S GIHT <7`k[~)VB  
        END z{3`nd,  
        GO (enr{1  
        TIME VE]TT><  
    !q$VnqFk  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 $)*qoV  
        
        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。 ^!^M Gzu  
        
        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。 uSXnf  
         [O\ )R[J  
        PANT !4cCq_  
        VY 0 YP1 @:w^j0+h  
        VLIST RD ALL C1f$^N  
        VLIST TH ALL AB%i|t  
        VLIST GLM ALL JG^GEJ  
        END pSQX  
        AANT P jjH2!R]^>  
        AEC fPTLPcPP  
        ACC _}47U7s8  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM `%[m%Y9h  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 N}/V2K]Q  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 Y!]a*==  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 p}==aNZK  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 L %acsb}  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 91R7Rrne  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 , SUx!o  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 3>3t(M |  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 38-kl,Vw  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 &&$*MHJ  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 &^&0,g?To  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 e%:vLE 9  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 dCn9]cj/  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL U&(gNuR>J  
        ACA 50 1 1 vO?sHh  
        ADT 10 .1 10 5hEA/G  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 IIMf\JdM  
        M -.008 10 A P HH 1   @P0rNO %y  
        M -.004 10 A P HH .5 SD~4CtlfI  
        M -.0064 10 A P HH .8 i,~(_|-r  
        M 0 1 A P YA 1   b"o\-iUioe  
        S GIHT ,]JIp~=nsh  
        END ])qnPoQ<n  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     <~ay4JY  
        SYNOPSYS   80 hyPS 6Y'1  
    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: `;G@qp:A  
        
        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。     HqqMX`Rof  
    准备一个新的MACro 如下: ;K l'[~z  
    w$s6NBF7  
        STO 9 ]7,0>  
        CHG )RFY2 }  
        NOP Ot=nKdP}D  
        18 TH 2000 {7X9P<<L7  
        19 YMT ci? \W6  
        20 u-.5rH l  
        END ORX<ZO t1  
        STEPS = 100 ?gAwMP(>  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 Iw] ylp  
        GET 9     D)4#AI  
    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 /w6'tut  
        
        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。 KX\=wFbP)  
    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。 3`3my=   
    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: Su@V5yz  
        
        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! ae3 Gn }tf  
    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。 ulg=,+%r  
    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。 0%rE*h9+  
    6e,IjocsB  
        CHG YJz06E1 -9  
        NOP 7/]Ra  
        END " 5Pqvi  
        MSW @~=d4Wj6  
    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”。 :Eg4^,QX  
        
        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。 ,Cm1~ExJ  
        
        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。 /i!/)]*-  
        
        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 3# 0Nd"/0  
        
        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。 Ea" -n9  
    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。 {O=_c|u{N  
    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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