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
95oh}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
bT c'E# RSTART 100
a~O](/+p; RT 0.25
y jY}o NPASS 80
JU RJN+)z ANNEAL 100 10 Q 100
99&PY[f:{ SNAP 10
$/;<~Pzi TOPD
CO.e.:h STOP FIRST
IC@-`S#F STOP FREE
:qO)^~x QUICK 50 100
I=o/1:[- FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
Dv-ubki FWT 3 1 1 1 1 1
b'TkYa^ END
+u'y!@VV ~OOD#/ SPECIAL AANT
=Ye I,KbA) ACA 50 1 1
cO/.(KBF ADT 10 .1 10
_-bEnF+/0 M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
9$e6?<`(Y M -.008 10 A P HH 1
"uHU!)J#z M -.004 10 A P HH .5
4-{f$Z@ M -.0064 10 A P HH .8
_33YgO M 0 1 A P YA 1
Y<9Lqc.i S GIHT
=%$BFg1a( END
\z)` pno GO
7="I; TIME
\[;Qqn0
"xY]& 这是从DSEARCH 返回的图纸。
D-4\AzIb 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
8WL*Pr1I 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
+hKH\] 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:
=hse2f 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”。
MH8 Selnv 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
a6v ls]? 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。