[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。 z$Nk\9wm  
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。） %UQ{'JW?K  
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。 \9}5}X_x.  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） }=|ZEhtOp  
Oq2H>eW`f  
    TIME Qi[D&47XO  
    CORE 12 qXI30Yo#d  
    OFF 1 99 J7\q#]?  
    DSEARCH 5 QUIET y[|g!9Rp  
    SYSTEM ?:FotnU*p  
    ID EYEPIECE EXAMPLE JG<3,>@%  
    OBD 1.0E9 45 1.27 KB"iF}\P0  
    UNI MM AfEE
YP)N  
    WAVL CDF Lq[wabF  
    WAP 1 OV/FQH;V  
    END ^97ZH)Ww  
     $McO'Bye{h  
    GOALS - X_w&  
    ELEMENTS 9 _Y|kX2l S@  
    TOTL 200 .01 'YR5i^:t  
    BACK 0 0 V`M,d~:Pr"  
    FNUM 7.0 10 rl^LSz  
    ASTART 5 8QN8bGxK   
    THSTART 5 JKT+ q*V  
    RSTART 100 DXz8C -  
    RT 0.25 spx;QLo  
    NPASS 80 4sj%:  
    ANNEAL 100 10 Q 100 X}-H=1T?  
    SNAP 10 3b
3cNYP  
    TOPD :b;1P@W<  
    STOP FIRST         Tqa4~|6  
    STOP FREE C%c `@="b  
    QUICK 50 100 #5C3S3e=  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     H ZLOn  
    FWT 3 1 1 1 1 1 \z`d}\3(R  
    END )M N yOj  
     B%@!\D#  
    SPECIAL AANT -HsBV>C  
    ACA 50 1 1 w)eQ'6Vu  
    ADT 10 .1 10 9`v:$(I  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     4)iEj  
    M -.008 10 A P HH 1         {@ y,  
    M -.004 10 A P HH .5     _~nex,;r  
    M -.0064 10 A P HH .8 (YJAT  
    M 0 1 A P YA 1         wDhcHB  
    S GIHT D:ugP,  
    END B^(rUR  
    GO Kg`x9._2  
    TIME L[G\+   
%B&?D@  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 &8AS=v  
        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。 3t8H?B12ow  
        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。 &E &iaw!  
     U9o*6`"o  
    PANT m90R8 V  
    VY 0 YP1 !;aC9VhSU  
    VLIST RD ALL RpK,ixbtA+  
    VLIST TH ALL H8BO*8}  
    VLIST GLM ALL j'*p  
    END 6+;2B<II  
    AANT P 0^&R7Rv c  
    AEC TJ[jZuT:  
    ACC Mto~ /  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM E9d i  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 CotMV^   
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 @*"<U]  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 X_({};mz  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 ;]ShC\1  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 )4)iANH?  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 N"x\YHp  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 /9+A97{  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 Omh&)|Iql  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 D ,ZNh1xt  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 3zA=q[C  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 7k t7^V<  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 u4#~ i0@  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL ~:}XVt0%8  
    ACA 50 1 1  mz VuQ  
    ADT 10 .1 10 y5Wqu9C\Io  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 &]yJCzo]  
    M -.008 10 A P HH 1   %cr]ZR  
    M -.004 10 A P HH .5 aHPSnB&  
    M -.0064 10 A P HH .8 v*'iW
HCl,  
    M 0 1 A P YA 1   h,'mN\6t  
    S GIHT h GA0F9.U  
    END FP'u)eU&3  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     3@
F+E\k  
    SYNOPSYS   80 Y\g90
  
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： Xq^y<[  
        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。     #:vDBP05.m  
准备一个新的MACro 如下： >H1|c%w  
af?\kBm  
    STO 9 _/]:=_bf_z  
    CHG F%_,]^ n[  
    NOP ;c m wh<  
    18 TH 2000 nA_ zP4  
    19 YMT _KM$u>B8  
    20
;+ Co!L  
    END ,'1Olu{v[s  
    STEPS = 100 (:y,CsR}4  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 bDZKQ&  
    GET 9     8`inRfpY  
运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP， 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20，因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近，则像差将受到控制 ^Azt.\fMX  
        我们想要避免 “芸豆”效应，如果瞳孔有很多球像，就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动，视场的一部分图像会消失。 f.$aFOn  
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。 c6Yf"~TD0  
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： 43u PH1 )  
        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！ R%
)2(\  
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。 wKi}@|0[
@  
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。 {glqWFT  
^iV`g?z  
    CHG .e FOfV)  
    NOP uzVG q!'H  
    END |`k1zc)9  
    MSW p(H)WD  
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”。 $||ns@F+  
        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。 u1pc5 Y{  
        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。 ET,0ux9F  
        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 %TW%|"v  
        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。 38w.sceaT  
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。 /Oq)3fU e  
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。