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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 K"g`,G6S  
    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。) >(eR0.x  
    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。 ?D=t:=  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) `&g1`vg  
    a'B 5m]%  
        TIME \zV'YeG  
        CORE 12 );L+)UV  
        OFF 1 99 7hfa?Mcz  
        DSEARCH 5 QUIET ^1`T_+#[s  
        SYSTEM jQY^[A  
        ID EYEPIECE EXAMPLE x}H%NzR  
        OBD 1.0E9 45 1.27 2hE+Om^n  
        UNI MM 95 oh}c  
        WAVL CDF nIv/B/>pZ  
        WAP 1 +*KDtqZjk  
        END Nj`Miv o  
         <77v8=as5  
        GOALS s]i<D9h  
        ELEMENTS 9 .*+e?-  
        TOTL 200 .01 x<h-F  
        BACK 0 0 `sJv?  
        FNUM 7.0 10 BH^8!7dkT  
        ASTART 5 q=_tjg  
        THSTART 5 bTc'E#  
        RSTART 100 a~O](/+p;  
        RT 0.25  y jY}o  
        NPASS 80 JURJN+)z  
        ANNEAL 100 10 Q 100 99&PY[f:{  
        SNAP 10 $/;<~Pzi  
        TOPD CO.e.:h  
        STOP FIRST         IC@-`S#F  
        STOP FREE :qO)^~x  
        QUICK 50 100 I=o/1:[-  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.      Dv-ubki  
        FWT 3 1 1 1 1 1 b'TkYa^  
        END + u'y!@VV  
         ~OOD#/  
        SPECIAL AANT =YeI,KbA)  
        ACA 50 1 1 cO/.(KBF  
        ADT 10 .1 10 _-bEnF+/0  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     9$e6?<`(Y  
        M -.008 10 A P HH 1         " uHU!)J#z  
        M -.004 10 A P HH .5     4-{f$Z @  
        M -.0064 10 A P HH .8 _3 3YgO  
        M 0 1 A P YA 1         Y<9Lqc.i  
        S GIHT =%$BFg1a(  
        END \z)` pno  
        GO 7="I;  
        TIME \[;Qqn0  
    "xY]&  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 D-4\AzIb  
        
        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。 8WL*Pr 1I  
        
        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。 + hKH\]  
         8cv[|`<  
        PANT (S#nA:E  
        VY 0 YP1 EJZb3  
        VLIST RD ALL L(i0d[F  
        VLIST TH ALL +5IC-=ZB  
        VLIST GLM ALL f1}b;JJTsv  
        END Yeb-u+23  
        AANT P x\2N @*I:  
        AEC aO>Nev  
        ACC osW"b"_f  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM xyc`p[n &  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 S#l6=zI7^R  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 e x`mu E  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 6I,4 6 XZ-  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 GK-__Y.  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 g$$j:U*-  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 !xo; $4  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 2%zJI"Ic  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 Ve\=By-a|  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 Z=\wI:TY1  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 :OvTZ ?\  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000  {]=oOy1  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 b\H !\A  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL ]^ "BLbDZ@  
        ACA 50 1 1 v05B7^1@_  
        ADT 10 .1 10 %K|+4ZY3  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ?v$kq}Rg  
        M -.008 10 A P HH 1   VUE6M\&z>  
        M -.004 10 A P HH .5 v a j  
        M -.0064 10 A P HH .8 _|%l) KO  
        M 0 1 A P YA 1   N J_#;t#j  
        S GIHT 0?d}Oj  
        END S((\KL,  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     _ZU.;0  
        SYNOPSYS   80 T)"LuC#C  
    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: =h se2f  
        
        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。     Z>+Tzvfud  
    准备一个新的MACro 如下: y%^TZ[S  
    Msea kF  
        STO 9 MY `V0  
        CHG yJ!x`RD),w  
        NOP eLc@w<yB  
        18 TH 2000 _pS!sY~d  
        19 YMT w~I;4p~(N  
        20 z3X:.%  
        END _onEXrM  
        STEPS = 100 #O2e[ E-  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 9?~K"+-SI  
        GET 9     cw)'vAE  
    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 4RYvI!  
        
        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。 ;$= GrR  
    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。 5? rR'0  
    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: $IU|zda8  
        
        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! !tL&Ktoj  
    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。 ]fgYO+  
    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。 onOvE Y|R  
    Skn2-8;10  
        CHG hd E?%A  
        NOP '7Aj0U(  
        END IFg(Ze~  
        MSW e//q`?ys  
    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”。 MH8Selnv  
        
        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。 #MhieG5  
        
        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。 C@8WY  
        
        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 a6vls]?  
        
        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。 3+v+_I>%k  
    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。 r{~@hd'Aj  
    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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