[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。 ;i/"$K  
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。） aDXpkG0E  
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。 G}s;JJax  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） +fPNen4E  
$>EqH?EQ  
    TIME 3L*+8a  
    CORE 12 x}_rnf_  
    OFF 1 99 >2nF"?"=  
    DSEARCH 5 QUIET <Ak:8&$O  
    SYSTEM \I:UC %  
    ID EYEPIECE EXAMPLE /%-o.hT  
    OBD 1.0E9 45 1.27 n}+wd9J*!2  
    UNI MM }Z^FEd"y  
    WAVL CDF _ \_3s  
    WAP 1 &^AzIfX}Gw  
    END rtcJ=`)0`  
     ,!jR:nApE  
    GOALS ;B*L1'FF%t  
    ELEMENTS 9 8TUF w@H%  
    TOTL 200 .01 {`tHJ|8  
    BACK 0 0 H&w(]PDh  
    FNUM 7.0 10 3Gj(z:)b  
    ASTART 5 z9I1RXV  
    THSTART 5 b8eDD+ulk  
    RSTART 100 U`:lAG  
    RT 0.25 <.;@ksCPW{  
    NPASS 80 mi*:S%;h  
    ANNEAL 100 10 Q 100 3O#~dFnp  
    SNAP 10 ="/R5fp  
    TOPD Rd`{qW  
    STOP FIRST         [^h/(a`  
    STOP FREE -Mr{+pf  
    QUICK 50 100 b(g_.1[  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     hgF21Oj9  
    FWT 3 1 1 1 1 1 jn0t-":  
    END I:r($m  
     <{3q{VW*  
    SPECIAL AANT @ARAX\F  
    ACA 50 1 1 l_UXrnm/N  
    ADT 10 .1 10 ['Hp?Q|k  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     ]|H]9mys98  
    M -.008 10 A P HH 1         -HO6K)ur  
    M -.004 10 A P HH .5     a.5zdoH_  
    M -.0064 10 A P HH .8 L&+% Wd~  
    M 0 1 A P YA 1         I|Vk.,  
    S GIHT pE9aT5 L  
    END Tb>IHoil  
    GO ,ivWVsN*]  
    TIME !~6'@UYo  
AT2NC6{M  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 ;mCGh~?G  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 K8e4ax  
        该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里，您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 "~.8eKRQ  
     D4YT33$tC  
    PANT nPQZI6>  
    VY 0 YP1 ]w1BJZa36  
    VLIST RD ALL n_e}
>1_  
    VLIST TH ALL eH"qI2A  
    VLIST GLM ALL d;@E~~o?B]  
    END EZgxSQaPH  
    AANT P
m-~V+JU;x  
    AEC 4GmSG,]  
    ACC j]cXLY  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM v@}1WGY  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 !W+p<F1i  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 ?=pZmvQg  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 yg-L^`t+B5  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 h^.tomg8  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 >*<6 zQf  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 r1^m#!=B  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 YUP%K!k  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 ba1$kU  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 &deZ  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 7g4M/?H}K  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 C7XS6Nqu  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 L*SSv wSL  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 2Be?5
+  
    ACA 50 1 1 YI? C-,  
    ADT 10 .1 10 }]Gi@Nh|o  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 VDb,$i.Z0  
    M -.008 10 A P HH 1   Mo?t[]L  
    M -.004 10 A P HH .5 B~'VDOG$Z  
    M -.0064 10 A P HH .8 Jm*M7gj  
    M 0 1 A P YA 1   lN][xnP  
    S GIHT D=q;+,Pc  
    END
\r1kbf7?  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     T?p`Y| gl  
    SYNOPSYS   80 `lV  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果： t^bdi}[  
        我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上，我们在全视场看到一个波长的误差。     f>"!-3  
准备一个新的MACro 如下： h.}t${1ZC  
GP7)m  
    STO 9 avbr7X(  
    CHG I]WeZ,E  
    NOP XYxm8ee"j  
    18 TH 2000 F`ZIc7(.{  
    19 YMT HIWmh4o/.  
    20 8KL_PwRX_f  
    END ;ow~vO,x  
    STEPS = 100 yBD2  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 &xiDG=I#  
    GET 9     Jv4D^>yj[  
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 C^\*|=*\  
        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。 mC[U)` ey  
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。 9Sj:nn^/u  
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： l_j<aCY?|  
        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！ 6E\\`FE4y  
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。 k,*#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。 Rm\'];  
UmD-7Fd  
    CHG "<jEI /  
    NOP
,;=( )-  
    END 7)(`
 
    MSW jcv1z v.  
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”。 ("JV:u.L+  
        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。 ^ yukn*L  
        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。 w#G=Z_Tt  
        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 mP$G9R  
        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。 x 1xj\O  
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。 ch,Zk )y:_  
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。