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
fAkfNH6 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<M s UNI MM
{oOUIP WAVL CDF
1tO96t^d% WAP 1
0NSw^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>C05?> 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$+ M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
A#K<5%U{Mv M -.008 10 A P HH 1
5|jY M -.004 10 A P HH .5
H_XspiB@ M -.0064 10 A P HH .8
`z q+Xl M 0 1 A P YA 1
^B%ki S GIHT
s5G`?/ END
y5*zyd GO
n(V{ [ TIME
`#<UsU,~Lu czT2f 这是从DSEARCH 返回的图纸。
?vbAaRg50s 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
x'?p?u~[ 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
wA7\K~fHV fUCjC*#1 PANT
Ad,n+%"e VY 0 YP1
_UZPQ[ VLIST RD ALL
F#L1~\7 VLIST TH ALL
o(DG 3qk VLIST GLM ALL
,)dlL tUm END
:_xfi9L~W0 AANT P
x%k@&d;z AEC
NNr6~m)3v ACC
+w.$"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
+ansN~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。