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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 S _ nTp)  
    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。) (ter+rTv  
    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。 *eUL1m8Y  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) Q>TaaGc  
    #n2GW^x  
        TIME fQOaTsyA  
        CORE 12 o }Tv^>L  
        OFF 1 99 .?AtW:<*I  
        DSEARCH 5 QUIET =xG9a_^v  
        SYSTEM `+"QhQ4 w  
        ID EYEPIECE EXAMPLE IEC:zmkn  
        OBD 1.0E9 45 1.27 (c(?s`;  
        UNI MM ip1jY!   
        WAVL CDF <6v7_  
        WAP 1  9FWn  
        END <408lm  
         7yQ r  
        GOALS YI%S)$  
        ELEMENTS 9 fK4laDB TO  
        TOTL 200 .01 I]I5!\\&[  
        BACK 0 0 m1daOeZ]P  
        FNUM 7.0 10 TuaT-Z~U{  
        ASTART 5 Bu 6t3  
        THSTART 5 ?$ YE  
        RSTART 100 *}[@*  
        RT 0.25 !u7WCw.Dm  
        NPASS 80 /f0_mi,bD  
        ANNEAL 100 10 Q 100 *qz]vUb/0  
        SNAP 10 ry7(V:ic  
        TOPD <<UlFE9"  
        STOP FIRST         ?I7H ):  
        STOP FREE v'_tna6`O  
        QUICK 50 100 i"_f46r P  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     ZO}V}3  
        FWT 3 1 1 1 1 1 K32eZv`T7  
        END 72v 9S T  
         Y~Jq!  
        SPECIAL AANT ?d_<S0j-)  
        ACA 50 1 1 `P# h?tZ  
        ADT 10 .1 10 >fb*X'Zi%  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     2<.}]yi  
        M -.008 10 A P HH 1         4<LRa=XT$  
        M -.004 10 A P HH .5     8,['q~z  
        M -.0064 10 A P HH .8 BA-n+WCWJ  
        M 0 1 A P YA 1         g|nPr)<  
        S GIHT B\<zU  
        END rH-_L&  
        GO ` $zi?A:j  
        TIME ]?<uf40Mm  
    g$]9xn#_[  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 =x[`W9.D  
        
        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。 ;dPLi4=o  
        
        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。 7J 0!v q  
         [9>1e  
        PANT xNm<` Y?  
        VY 0 YP1 B*?v`6  
        VLIST RD ALL 3J:!8Gmk  
        VLIST TH ALL kM9E)uT>(<  
        VLIST GLM ALL c\RDa|B,  
        END  ;xry  
        AANT P koAc-o  
        AEC sS+9ly{9J  
        ACC gbSZ- ej  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM x$A5Ved  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 ^M,Q<HL  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 {v2Q7ZO-  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 =;T971L`  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 4!E6|N%f  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 `qr[0wM  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 YE0s5bB6  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 ?(R6}ab>K7  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 wddF5EcK0  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 ' ;$2j~  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 %tpt+N?  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 FTk!Mn88  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 }l_) d  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 5[;p<GqGN  
        ACA 50 1 1 Nf3Kz#!B  
        ADT 10 .1 10 .@xwl}o$OL  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ybB/sShGM  
        M -.008 10 A P HH 1   Uu3[Cf=C  
        M -.004 10 A P HH .5 #n0P'@d,r  
        M -.0064 10 A P HH .8 @BBqH&<`  
        M 0 1 A P YA 1   Eb#0 -I  
        S GIHT h05 ~ g  
        END am@\$Sa4  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     s V{[~U,|  
        SYNOPSYS   80 ;pC-0m0Y  
    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: ]@Zj-n8  
        
        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。     Jzfz y0$  
    准备一个新的MACro 如下: LQR9S/?Ld  
    kgYa0 e5  
        STO 9 S . 1~#  
        CHG 44b'40  
        NOP C}W/9_I6Uo  
        18 TH 2000 18|H  
        19 YMT )Ax1?Nx$  
        20 xe%+Yb]  
        END .dl1sv U  
        STEPS = 100 fr:RiOPn  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 9 ?h)U|J?G  
        GET 9     ?p6+?\H  
    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 ]D(%Ku,O%  
        
        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。 w^P4_Yr  
    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。 8th G-  
    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: $ V}s3  
        
        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! 8m-ryr)  
    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。 !U*i13  
    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。 VNA VdP  
    nh,N (t 9  
        CHG :)%Vahu  
        NOP ']4sx_)S  
        END gK`6 NUj  
        MSW r;}kw(ukC  
    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”。 ~Kt.%K5lgt  
        
        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。 1*(^<x+n  
        
        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。 J[]YG+r  
        
        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 Ql#:Rx>b  
        
        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。 ?hsOhUs(5  
    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。 epz2d~;  
    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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