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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 3A'vq2beM  
    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。) C=& 7V  
    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。 I;]Q}SUsm  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) N6Mo|  
    Z<6XB{Nh\  
        TIME kZXsL  
        CORE 12 #gzY _)E  
        OFF 1 99 O`_!G`E  
        DSEARCH 5 QUIET 1Uzsw  
        SYSTEM LP?E  
        ID EYEPIECE EXAMPLE !P X`sIkT  
        OBD 1.0E9 45 1.27 al<[iZ  
        UNI MM E^z\b *  
        WAVL CDF  'k[O?}  
        WAP 1 f$vWi&(  
        END  B@Acm  
         X_yAx)Do  
        GOALS <WN?  
        ELEMENTS 9 gPs%v`y)*D  
        TOTL 200 .01 R0dIxG%  
        BACK 0 0 w8$rt  
        FNUM 7.0 10 dHp(U :)  
        ASTART 5 &VG|*&M  
        THSTART 5 0F$;]zg  
        RSTART 100 8zv=@`4@G  
        RT 0.25 cNX,%  
        NPASS 80 Ve,h]/G  
        ANNEAL 100 10 Q 100 >\=~2>FCD  
        SNAP 10 !;'#f xW[  
        TOPD = WFn+#&^  
        STOP FIRST         tHlKo0S$0  
        STOP FREE oxkA+}^j8M  
        QUICK 50 100 <i9pJGW  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     XRi/O)98o  
        FWT 3 1 1 1 1 1 <xOv0B  
        END thWQU"z4  
         ;Ml??B]C  
        SPECIAL AANT ,MkldCV  
        ACA 50 1 1 ATq)8Rm\  
        ADT 10 .1 10 m/W0vPM 1  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     5 fpBzn$  
        M -.008 10 A P HH 1         x2gnB@t  
        M -.004 10 A P HH .5     ^6*LuXPv  
        M -.0064 10 A P HH .8 T8|aFoHCK  
        M 0 1 A P YA 1         TG ,T>'   
        S GIHT |BrD:+  
        END e_3KNQ`kA  
        GO r?Y+TtF\e  
        TIME NPjh2 AJm  
    &^WJ:BvA|^  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 |)'gQvDM  
        
        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。 %si5cc?  
        
        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。 2p3ep,  
         Gt{'` P,&9  
        PANT dxm_AUM  
        VY 0 YP1 >y<yFO{  
        VLIST RD ALL 4h:R+o ^H^  
        VLIST TH ALL B/#tR^R  
        VLIST GLM ALL 5X^bvW26  
        END H` !%"  
        AANT P sDV*k4  
        AEC A)I4 `3E  
        ACC slSQ\;CDA  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM $.Fti-5  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 Al?LO;$Pa?  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 wFr}]<=Mi  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 ^fj):n5/  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 [H#*#v  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 <a>\.d9#)7  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 4fe$0mye  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 JI1O(  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 5fGUJ[F=  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 z?C;z7eT  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 *h ~Y=#`8*  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 j!c[$;  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 \L14rQ t  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL xW84g08_,  
        ACA 50 1 1 ~i)O^CKq  
        ADT 10 .1 10 &&C]i~  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 Iq&S6l <0  
        M -.008 10 A P HH 1   N7lWeF  
        M -.004 10 A P HH .5 -BWkPq!  
        M -.0064 10 A P HH .8 cE x$cZRMI  
        M 0 1 A P YA 1   *|c*/7]<  
        S GIHT ?Z}n0E `  
        END USVM' ~p I  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     r30t`o12i  
        SYNOPSYS   80 {.7ve<K  
    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: (n{sp  
        
        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。     \-c8/=  
    准备一个新的MACro 如下: B"O5P>  
    PPCZT3c=  
        STO 9 q9n0bw^N  
        CHG wEK@B&DV  
        NOP .ON+ ( #n  
        18 TH 2000 ailje  
        19 YMT Is6<3eQ\x  
        20 yVPkJ  
        END v2<roG6.V  
        STEPS = 100 /*GRE#7S  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 H~~I6D{8  
        GET 9     "4FL<6  
    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 EXz5Rue LV  
        
        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。 g;(r@>U.r  
    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。 06bl$%  
    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: kP%Hg/f/Ot  
        
        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~p __  
    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。 {aq\sf;i{  
    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。 sV7dgvVd  
    OwGl&  
        CHG nLq7J:  
        NOP ?U0iHg{  
        END T6f{'.w  
        MSW uh`@qmu)  
    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”。 hoASrj{s  
        
        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。 q>&F%;q1]  
        
        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。 ^o't &  
        
        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 )>,b>7  
        
        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。 z;x `dOP  
    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。 >Uvtsj#  
    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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