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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 q0ab]g+  
    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。) $FT6c@&y  
    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。 4w9=z,  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) X4\T=Q?uLx  
    +<@1)qZ(E  
        TIME U9PI#TX &O  
        CORE 12 ~eP~c"L  
        OFF 1 99 0 5?`W&:9  
        DSEARCH 5 QUIET ;,]4A{|  
        SYSTEM KY< $+/B!  
        ID EYEPIECE EXAMPLE &m36h`tM  
        OBD 1.0E9 45 1.27 ktfxb <%  
        UNI MM QhTn9S:D  
        WAVL CDF aLLI\3  
        WAP 1 &x*l{s[  
        END 1+3-Z>^e  
         6||%T$_;}  
        GOALS %LHt{:9.  
        ELEMENTS 9 kc$W"J@  
        TOTL 200 .01 x{!+ 4W;S  
        BACK 0 0 CaED(0  
        FNUM 7.0 10 Av n-Ug  
        ASTART 5 ->{\7|^  
        THSTART 5 yRQ1Szbjli  
        RSTART 100 ^Ar1V!PFk  
        RT 0.25 f$}g'r zl  
        NPASS 80 O+'k4  
        ANNEAL 100 10 Q 100 ;^E\zs  
        SNAP 10 )xg8#M=K  
        TOPD v#g:]T  
        STOP FIRST         \cX9!lHl  
        STOP FREE s H'FqV,)  
        QUICK 50 100 &09~ D8f'  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     )iIsnM  
        FWT 3 1 1 1 1 1 oMM@{Jp  
        END 01 +#2~S  
         BUi,+NdIk  
        SPECIAL AANT NODg_J~T  
        ACA 50 1 1 ,=@WE> ip  
        ADT 10 .1 10 }YC=q  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     Ai 8+U)  
        M -.008 10 A P HH 1         DN*M-o9  
        M -.004 10 A P HH .5     ebL0cK?  
        M -.0064 10 A P HH .8 w D6QN  
        M 0 1 A P YA 1         [zP}G?(  
        S GIHT k&K'FaM!  
        END 4Rp[>}L  
        GO b/T k$&  
        TIME h;(mb2[R  
    [<^'}-SJ  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 l%i*.b(  
        
        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。 .VmRk9Z  
        
        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。 0#Q]>V@rO4  
         GX.a!XQ@!  
        PANT p@DVy2,EY  
        VY 0 YP1 :zfMRg  
        VLIST RD ALL 9zBt a  
        VLIST TH ALL A2PeI"y  
        VLIST GLM ALL 0iMfyW:  
        END 8ce'G" b  
        AANT P $S?xB$  
        AEC ]d|M@v~c4  
        ACC voP #}fD  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM V^ ;l g[:  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 Y!(w.G  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 fpzEh}:H\  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 ^MhMYA  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 .",BLuce  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 Mac:E__G  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 BT -Y9j  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 >N~jlr|  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 "6%qi qt  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 t08[3Q&  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ^6CPC@B1  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 :Xx7':5  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 c~\^C_  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL kMa|V0  
        ACA 50 1 1 9(a*0H  
        ADT 10 .1 10 ady SwB  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 {@" F/G+  
        M -.008 10 A P HH 1   $S/WAw,/  
        M -.004 10 A P HH .5 5!6iAS+I  
        M -.0064 10 A P HH .8 dleLX%P  
        M 0 1 A P YA 1   ^zG!Z:E  
        S GIHT sv\=/F@n  
        END QNcl    
        SNAP  10/DAMP    1.00000     6UPGE",u  
        SYNOPSYS   80 #Oa`P  
    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: _Mh..#)`[  
        
        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。     JQ]MkP  
    准备一个新的MACro 如下: P^BSl7cT  
    @Js@\)P79  
        STO 9 <V8=*n"mR  
        CHG rO,n~|YJ  
        NOP aMgg[g9>t  
        18 TH 2000 =NRiro  
        19 YMT uy=<n5`oNG  
        20 ciPq@kMV  
        END y<yU5  
        STEPS = 100 :|ytw= 3>  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 ;Q lb].td  
        GET 9     /'>ck2drjk  
    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 ^g+M=jq _  
        
        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。 'EU|w,GL}  
    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。 w*4sT+ P  
    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: ab_EH}j1\q  
        
        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! s*kSl:T @O  
    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。 0gKSjTqo  
    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。 lI[O!Vu Kc  
    4?x$O{D5?{  
        CHG **n109R  
        NOP [lj^lN8  
        END l_ &T)Ei  
        MSW 5PKdMEK|q  
    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”。 %bTXu1  
        
        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。 0t00X/  
        
        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。 jpfFJon)w  
        
        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 X5P1wxk'  
        
        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。 4?7OP t6  
    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。 )-LS n  
    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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