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。
fq7#rZCxX 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。)
+Iyyk02V 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。
,-pE/3|( 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
Mg2+H+C~: |p|Zv H TIME
)(}[S:` CORE 12
boo361L OFF 1 99
eHphM;C DSEARCH 5 QUIET
>ED;_L*_o SYSTEM
U%q)T61 ID EYEPIECE EXAMPLE
#dauXUKH OBD 1.0E9 45 1.27
dN{At- UNI MM
DzZF*ylQ5P WAVL CDF
RHF"$6EAFG WAP 1
_jQ:9,;
A END
BlVHP8/b MP%#)O6 GOALS
xWLvx'8W ELEMENTS 9
k<9,Ypa
TOTL 200 .01
/vQ)$;xf# BACK 0 0
c2E /-n4K@ FNUM 7.0 10
"#d$$ 8 ASTART 5
>^Nnhnr THSTART 5
LRJX>+@ RSTART 100
`Skvqo(5: RT 0.25
pzF_g-B NPASS 80
(}A$4? ANNEAL 100 10 Q 100
f1'ByV'2 SNAP 10
X5)D [aE6 TOPD
eR!#1ar STOP FIRST
A4j,]hOD STOP FREE
o@Ye_aM~?Y QUICK 50 100
j*%#~UFw FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
E>fY,*0 FWT 3 1 1 1 1 1
6uRE9h| END
8lF9LZ8 UylIxd SPECIAL AANT
m$8siF{<q ACA 50 1 1
vl (``5{ ADT 10 .1 10
)]>t( M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
v^9eTeFO M -.008 10 A P HH 1
Es=G' au M -.004 10 A P HH .5
*bK=<{d1P M -.0064 10 A P HH .8
[v1$Lp M 0 1 A P YA 1
@nH3nn S GIHT
q;K]NP-_p END
X9*n[ev GO
`_J&*Kk5 TIME
bJ2-lU% ;2 eaRa+ <#u 这是从DSEARCH 返回的图纸。
c)EYXo 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。
49FP&NgK 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。
!}=eXDn;A_ <"Y>|X PANT
cS.@02~f" VY 0 YP1
G4
7^xR VLIST RD ALL
>?+Rtg|${ VLIST TH ALL
o[;P@F VLIST GLM ALL
|$
PA END
:(q4y-o6 AANT P
-^NW:L$| AEC
-Mo4`bN ACC
Uw4iWcC M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
c!@|yE, GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
{aE[h[=r GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
EW$drY@ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
O_ #++G GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
Y%}&eN$r GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
N[@~q~v GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
DY`0 `T GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
5bb#{?2i GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
/`cy4< GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
6jpzyf=~ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
\Fjasz5E' GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
PTHxvml GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
#19O5 M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
}P.s ACA 50 1 1
6$"IeBRO ADT 10 .1 10
IB|!51H M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
:h@V,m Z M -.008 10 A P HH 1
ij:xr% FJ M -.004 10 A P HH .5
.BxI~d^ M -.0064 10 A P HH .8
#8jiz+1 _ M 0 1 A P YA 1
i,^-9 S GIHT
14&| (M END
J@_M%eN SNAP 10/DAMP 1.00000
:%sG'_d SYNOPSYS 80
g?v/u:v>W 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,RC2yo 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。
+At[[ 准备一个新的MACro 如下:
2Ys=/mh 39^+;Mev STO 9
shB3[W{}!) CHG
rk=/iD NOP
@o[ZJ4>* 18 TH 2000
LcLHX 19 YMT
[(
xPX 20
|HAbZd7PG END
gwNZ`_Q STEPS = 100
5[2kk5, PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
;(mNjxA GET 9
&CRgi488b 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]qK 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。
bV:<%l] 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。
e R[B0;c 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:
[<r.M<3 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!
2KO`+ 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。
x7B;\D#`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。
h5P ]`r "E<+idoz CHG
;/NC[:'$D NOP
L=54uCv
Q END
Z<<=2Xl( MSW
[1GwcXr 当光谱向导打开时,我们选择天文学资源例如太阳,月亮,行星。然后我们单击视觉,并选择视觉,明视觉。 单击10个波长的选项,然后单击“获取光谱”。
4SUzR\ 这是
光源和探测器组合的光谱。单击精细设置,将光谱向右移动一点。然后对镜头单击应用于镜头并关闭对话框。
ftmPdha%+ 关闭向导并打开MPF对话框。这将显示衍射点在视场上的扩散。选择外观显示,通过4放大,然后执行。
zWPX 我们可以通过打开对话框MGS,选择绘制条纹 X设置为3,然后点击OK来显示图形系统总结
7.2G}O6$ 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。
1q=Q/L4P 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。
;E{jn4B' 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。