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。
e1P"[|9>R 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&k6O1_ 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。
JchSMc.9 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
y+7PwBo%e <tioJG{OT TIME
XVU2T5s} CORE 12
<_Q1k> OFF 1 99
IsR!'%Pu DSEARCH 5 QUIET
n?V+dC=F} SYSTEM
H=
X|h) ID EYEPIECE EXAMPLE
S{3nM< OBD 1.0E9 45 1.27
OrK&RC UNI MM
!F?XLekTi WAVL CDF
4WK3.6GN WAP 1
=9T$Gr END
uG<}N= )vxUT{;sH GOALS
3h<, ELEMENTS 9
0bo/XUpi TOTL 200 .01
dUsxvho BACK 0 0
l}qE 46EL FNUM 7.0 10
%; D.vKoh ASTART 5
`jOX6_z?I THSTART 5
}1r m RSTART 100
!kC*g RT 0.25
)5
R=Z< NPASS 80
p'om- ANNEAL 100 10 Q 100
nl9P,
d SNAP 10
B-r0"MX& TOPD
vY_-Ranj#. STOP FIRST
Lco&Fp STOP FREE
/soKucN"h QUICK 50 100
,GgAsj: K FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
\nP>:5E1 FWT 3 1 1 1 1 1
/Ju;MeE9 END
S.a% M.>l#4s,' SPECIAL AANT
)YqXRm ACA 50 1 1
,#8e_3Z$ ADT 10 .1 10
c;'[W60 M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
!* OJ.W& M -.008 10 A P HH 1
C$5[X7' M -.004 10 A P HH .5
oqeSG.1 M -.0064 10 A P HH .8
=yy5D$\ M 0 1 A P YA 1
*Aa?yg:= S GIHT
b3VS\[p END
C/-63O_ GO
l\n@cQR TIME
`Ry]y"K c}0@2Vf 这是从DSEARCH 返回的图纸。
0c#/hFn 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。
5v6Eii: 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。
&%/7E_j7 3=L.uXVb PANT
p"U,G
-_ VY 0 YP1
mbueP.q[? VLIST RD ALL
SZXY/~=h VLIST TH ALL
)sT> i VLIST GLM ALL
*H|M;G END
T|TO }_x AANT P
PV=5UyjW AEC
)=etG ACC
j.@\3' M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
lMbAs.! GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
f^.AD- GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
::/j$bL GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
}3L@J8:D" GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
2TA*m{\Hr GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
/ID?DtJ GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
%p0xM GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
v 7x:dcV GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
x UD-iSY GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
Vkc#7W( GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
L:'J
Bhg GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
l
c '=mA GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
ziCHjqT M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
9\DQ>V TQ ACA 50 1 1
TU
1I} , ADT 10 .1 10
'uxX5k/D@t M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
W!&vul5 M -.008 10 A P HH 1
O7 $hYk M -.004 10 A P HH .5
5kz)5,KjM M -.0064 10 A P HH .8
Mwr"~?\\ M 0 1 A P YA 1
QD>"]ap,o S GIHT
VH1d$ END
;/rXQe1 SNAP 10/DAMP 1.00000
EB8\_]6XJ SYNOPSYS 80
7?%k7f 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:
}x
wu*Zx 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。
[ra_ 2R 准备一个新的MACro 如下:
w:<W.7y?0 ,5*eX STO 9
v3jg~"! CHG
\<)9?M : NOP
PuZf/um 18 TH 2000
<N9[?g) 19 YMT
7[}xP#Z 20
n0e1k.A END
jE/AA!DC# STEPS = 100
pn5Q5xc PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
wD]/{
jw GET 9
TTTPxO, 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
dp*u9z~NA 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。
[F6U+1n8e 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。
&@yo;kB 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:
={xE!" 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!
WV_.Tiy< 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。
9Q+'n$s0^ 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。
vCwe'q`1 6Z%U`,S CHG
y`XU~B)J1 NOP
k-{<=>uM END
H,u<|UMM_ MSW
<U\B!fO' 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”。
Y1J=3Y 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。
^i}
L-QR 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。
6'Worj 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
%Va!\# 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。
Yd~X77cv 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。
bq:(u4 3 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。