[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四：90度目镜 [复制链接]

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。 3,pRmdC  
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。） +'[iyHBJ  
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。 )&*&ZL0  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） m^TkFt<BM  
}+SnY8A=KZ  
    TIME Ngg (<ZN  
    CORE 12 d~.#KS  
    OFF 1 99 -q-%)f  
    DSEARCH 5 QUIET nF7Ozxm#  
    SYSTEM 5^%FEZ&Sp  
    ID EYEPIECE EXAMPLE %cBJ haR{(  
    OBD 1.0E9 45 1.27 wt-)5f'{  
    UNI MM r1,RloyZS  
    WAVL CDF &e
d.%:  
    WAP 1 oqG 0 @@  
    END $PNR?  
     $[IuEdc/  
    GOALS 3uN;*f  
    ELEMENTS 9 A H`6)v<f  
    TOTL 200 .01 dD#A.C,Rz  
    BACK 0 0 w@hm>6j  
    FNUM 7.0 10  M*%iMz  
    ASTART 5 qF>}"m  
    THSTART 5 Cfa?LgSz  
    RSTART 100 9HWtdJ+^C=  
    RT 0.25 %h3CQk  
    NPASS 80 ZU/6#pb  
    ANNEAL 100 10 Q 100 PE3l2kr  
    SNAP 10 >i=mw5`D]  
    TOPD D(yRI  
    STOP FIRST         y6;A4p>  
    STOP FREE xqIt?v2c  
    QUICK 50 100 3. Kh  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     zxXm9zrLo  
    FWT 3 1 1 1 1 1 K o,O!T.  
    END 5r@x$*>e  
     u PjJ>v  
    SPECIAL AANT YMC*<wXN  
    ACA 50 1 1 7n {uxE#U)  
    ADT 10 .1 10 xoPpu  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     @99@do|C  
    M -.008 10 A P HH 1         OSxr@  
    M -.004 10 A P HH .5     Hcuvu[)T"  
    M -.0064 10 A P HH .8 /z`
LB  
    M 0 1 A P YA 1         YS%HZFY, "  
    S GIHT   "Qm  
    END GoZr[=d  
    GO B_nim[72  
    TIME 5^*I]5t8
 
ux'!1mN  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 <t&0[l  
        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。 ;i>|5tEy  
        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。 d
_]zX;_  
     *e!0ZB3J  
    PANT /{^Qup  
    VY 0 YP1 YqrieDFay!  
    VLIST RD ALL gm\P`~+o  
    VLIST TH ALL DhYQ>Gv8U  
    VLIST GLM ALL UOi8>;k`  
    END {IJ,y27  
    AANT P 6j+_)7.V  
    AEC #zyEN+  
    ACC L slI!.(  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM JT#jJ/^  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 9])dLL0  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 jIaAx_  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 TDq(%IW  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 @))PpE`co8  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 ?vp' /l"  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 R#DnV[!\  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 '1_CMr  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 \ym3YwP4/:  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 :=C-P7  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 K1Snag  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 >hQeu1 ~W  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 3dTz$s/[  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL HN]roSt~  
    ACA 50 1 1 wsYvbI!  
    ADT 10 .1 10 ~7IXJeon  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 >|'u:`A  
    M -.008 10 A P HH 1   f.-b.nNf  
    M -.004 10 A P HH .5 UJ* D  
    M -.0064 10 A P HH .8 p"\
Z@c  
    M 0 1 A P YA 1   F[RQ6PW  
    S GIHT F<39eDNpz  
    END U@T"teGBA  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     Ii FeO  
    SYNOPSYS   80 dZK/v  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果： 7&;M"?m&  
        我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上，我们在全视场看到一个波长的误差。     e:D8.h+&}  
准备一个新的MACro 如下： |WwC@3)  
sxkWg>  
    STO 9 yyB;'4Af  
    CHG P
|*c7+q  
    NOP ova4  
    18 TH 2000 0}H7Xdkp  
    19 YMT  ~ "Xcd8:  
    20 |C"(K-do  
    END (dmLEt  
    STEPS = 100 &y_Ya%Z3*e  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 "sh*,K5x|  
    GET 9     `Y]t*` e|  
运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP， 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20，因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近，则像差将受到控制 AQ+MjS,  
        我们想要避免 “芸豆”效应，如果瞳孔有很多球像，就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动，视场的一部分图像会消失。 p?rh+0wgX  
在眼睛位置放大图像，然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是，镜头的设计是关于权衡的，不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。 D y+)s-8  
接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变，因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片： F#NuZ'U  
        我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能，该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了！ tZ\e:AAi  
该镜头处于AFOCAL模式，输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度，以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同，则系统没有畸变。 0])D)%B k  
现在难点是，我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点，我们给镜头设置了10个波长，根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先，我们删除曲率求解，因此半径不会随光谱改变。 j}u b  
X\&CQiPS  
    CHG lgrD~Y (x  
    NOP XNbeYj  
    END eLFxGZZ  
    MSW ,6VY S\a3  
当光谱向导打开时，我们选择天文学资源例如太阳，月亮，行星。然后我们单击视觉，并选择视觉，明视觉。 单击10个波长的选项，然后单击“获取光谱”。 Pa)'xfQ$Y6  
        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。 .Nk'y
ow  
        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。 x Zp`  
        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 &FrUj>i  
        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。 ^cRAtoa  
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|D%1@i]  
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。