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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 +Zi+ /9Z(H  
    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。) #n&/v'!\  
    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。 8(ZQM01;  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) G9&2s%lu.e  
    Sa)sDf1+`  
        TIME fAkfN H6  
        CORE 12 =XYc2. t  
        OFF 1 99 ~(*tcs]hY  
        DSEARCH 5 QUIET OL_#Uu  
        SYSTEM '<,Dz=  
        ID EYEPIECE EXAMPLE T!?tyW  
        OBD 1.0E9 45 1.27 L~/L<Ms  
        UNI MM {oOUIP  
        WAVL CDF 1tO96t^d%  
        WAP 1 0 NSw^dO\  
        END nGX3_-U4  
         ;k0Jl0[}  
        GOALS 5{W Aw !  
        ELEMENTS 9 ,ye[TQ\,M  
        TOTL 200 .01 Slo^tqbG  
        BACK 0 0 Bi9Q8#lh  
        FNUM 7.0 10 YeT{<9p  
        ASTART 5 4cy,'B  
        THSTART 5 Px-VRANZt  
        RSTART 100 W'Ew!]Q3  
        RT 0.25 4n.JRR&;  
        NPASS 80 o6w8Y/VPu  
        ANNEAL 100 10 Q 100 6n]jx:CZ,  
        SNAP 10 Q "NZE  
        TOPD Y>C0 5?>  
        STOP FIRST         ^6{op3R_  
        STOP FREE h$sOJs~6h  
        QUICK 50 100 2oc18#iG (  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     )sQ/$gJ  
        FWT 3 1 1 1 1 1 Nk7=[y#z  
        END z80(+ `   
         C}uzzG6s  
        SPECIAL AANT y(iq  
        ACA 50 1 1 |_g7k2oLY  
        ADT 10 .1 10 :!cK?H$+  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     A#K<5%U{Mv  
        M -.008 10 A P HH 1         5|jY  
        M -.004 10 A P HH .5     H_XspiB@  
        M -.0064 10 A P HH .8 `z q+Xl  
        M 0 1 A P YA 1         ^B%ki  
        S GIHT s5G`?/  
        END y5*zyd  
        GO n(V{ [  
        TIME `#<UsU,~Lu  
    c zT2f  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 ?vbAaRg50s  
        
        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。 x'?p?u~[  
        
        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。 wA 7\K~fHV  
         fUCjC*#1  
        PANT Ad,n+%"e  
        VY 0 YP1 _UZPQ[  
        VLIST RD ALL F#L1~\7  
        VLIST TH ALL o(DG 3qk  
        VLIST GLM ALL ,) dlL tUm  
        END :_xfi9L~W0  
        AANT P x%k@&d;z  
        AEC NNr6~m)3v  
        ACC +w.$"dF!  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM n8)&1 q?V  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 CV=qcD  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 [aA@V0l  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 w-R.)  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 u23_*W\  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 zx$1.IM"4  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 j[R.UB3J  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 CLmo%"\ s  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 rp"5176  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 jTg~]PQ^  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 PW5)") z  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 =NY55t.  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 479X5Cl  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL R{Zd ]HT  
        ACA 50 1 1 \\13n4fAv  
        ADT 10 .1 10 9,JM$ Y {  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 mj9sX^$ dE  
        M -.008 10 A P HH 1   Ua:@,};  
        M -.004 10 A P HH .5 ^$% Sg//  
        M -.0064 10 A P HH .8 t_!p({  
        M 0 1 A P YA 1   <'UGYY\wg0  
        S GIHT ]&P\|b1*g  
        END + a nsN~3  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     H#V&5|K%  
        SYNOPSYS   80 '@@!lV  
    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: `) cH(Rj  
        
        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。     _A!Fp0}`  
    准备一个新的MACro 如下: 573,b7Yf  
    1,) yEeHjU  
        STO 9 JttDRNZAU  
        CHG Q 318a0  
        NOP V7nOT*N:Q  
        18 TH 2000 *-Yw%uR  
        19 YMT x>##qYT  
        20 _iq62[i3^  
        END IaSpF<&Y;  
        STEPS = 100 ,>b>I#{  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 NNbdP;=:u  
        GET 9     *-5N0K<kQ  
    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 7M7Ir\d0lp  
        
        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。 `vOL3`P  
    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。 7mdd}L^h Z  
    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: ARf{hiV6Wt  
        
        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! M$Z2"F;  
    该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同,则系统没有畸变。 @j}%{Km]Y  
    现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。 MA:5'n  
    P$k*!j_W  
        CHG D@68_sn  
        NOP ,I5SAd|dX  
        END !YjxCx  
        MSW 4L8hn4F  
    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”。 egG<"e*W}N  
        
        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。 HW~-GcU-o  
        
        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。 'n,V*9  
        
        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 /qIl)+M  
        
        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。 r*l3Hrho~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。 Z#H<+S(  
    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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