[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。 :qK
F58W  
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。） 0"EoC  
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。 :{LAVMG&^  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） 4YszVT-MU~  
AR%hf  
    TIME ^Q0&.hL@  
    CORE 12 OAv>g pw  
    OFF 1 99 _!n}P5  
    DSEARCH 5 QUIET #s"851e  
    SYSTEM *AZ?~ i^o  
    ID EYEPIECE EXAMPLE *q0`})IQ  
    OBD 1.0E9 45 1.27 RMoJz6^>  
    UNI MM }e<'BIME  
    WAVL CDF ddsUz1%l  
    WAP 1 dY}pN"  
    END GCT@o!  
     `Da+75 f6v  
    GOALS lT]=&m>  
    ELEMENTS 9 pb#mg^8  
    TOTL 200 .01 Nl@k*^  
    BACK 0 0 AoBoFZLl3  
    FNUM 7.0 10 Sw)i1S9  
    ASTART 5 9)+@0fG)  
    THSTART 5 4qhWm"&CM  
    RSTART 100 jM~Bu.7 i6  
    RT 0.25 AUfS-  
    NPASS 80 k#O,j pbB  
    ANNEAL 100 10 Q 100
fb.J$fX  
    SNAP 10 e,HMwD  
    TOPD 7^$)VBQ/  
    STOP FIRST         bd!U)b(}OV  
    STOP FREE .WvlaPK  
    QUICK 50 100 1,,|MW  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     P;vxT}1  
    FWT 3 1 1 1 1 1 V8hO8  
    END Vtb1[cnna  
     y4@gGC=  
    SPECIAL AANT 8eluO ?p  
    ACA 50 1 1 jin db#)bz  
    ADT 10 .1 10 +2RNZEc
 
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     q"akrI38  
    M -.008 10 A P HH 1         ;+ azeW^  
    M -.004 10 A P HH .5     5 L/x-i  
    M -.0064 10 A P HH .8 6;o3sf@Tf  
    M 0 1 A P YA 1         hN   
    S GIHT F8<"AI  
    END R(k}y,eh.`  
    GO u%u&F^y  
    TIME Fj1NN  
jk*tL8?i  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 ^~$\ g]  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 AF}gSNX  
        该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里，您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 ?]#OM_,8  
     {$d<1y^  
    PANT VWx]1\  
    VY 0 YP1 =su]w2,Iy  
    VLIST RD ALL a 7#J2r  
    VLIST TH ALL 1l5JP|x  
    VLIST GLM ALL T%$jWndI  
    END ba3*]01Yb  
    AANT P 7"4z+w  
    AEC k?*KnfVh!  
    ACC w##^}nHOR  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM >oGiIYq  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 ST1'\Eo  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 ?A?F.n`  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 #Exp51  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 7I9aG.;  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 (YPi&w~S  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 KkcXNjPVS  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 0|c}p([~  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 os4{0Mxu  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 h!gk s-0  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 7b[wu~'( n  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 [1_A8s){u  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 s@8w-]"  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL Kcy@$uF{2  
    ACA 50 1 1 u0QzLi,  
    ADT 10 .1 10 lk3=4|?zsE  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 PLX>-7@  
    M -.008 10 A P HH 1   %Ip*Kq-  
    M -.004 10 A P HH .5 jQS 6J+F]  
    M -.0064 10 A P HH .8 d\]Yk]r  
    M 0 1 A P YA 1   .ubE2X[][  
    S GIHT T/pqSmVpM  
    END `d\r;cE%lm  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     e}hmS1>H  
    SYNOPSYS   80 c!#:E`  
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： +s++7<C  
        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。     A1"SLFY  
准备一个新的MACro 如下： cPDQ1qre!  
]QVNn?PA8  
    STO 9 rx0~`cVV:  
    CHG ? *>]")[>  
    NOP 9QQyl\  
    18 TH 2000 gNYqAUG5  
    19 YMT up>c$jJ  
    20 ;G\8jP'   
    END q1?&Ev^  
    STEPS = 100 Lfog {Vzs  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 A A^{B  
    GET 9     \C,p
WW  
运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP， 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20，因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近，则像差将受到控制 D^Jk@<*  
        我们想要避免 “芸豆”效应，如果瞳孔有很多球像，就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动，视场的一部分图像会消失。 7aV%=_  
在眼睛位置放大图像，然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是，镜头的设计是关于权衡的，不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。 QnQOm""  
接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变，因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片： ntFT>g{B  
        我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能，该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了！ H@bf'guA|B  
该镜头处于AFOCAL模式，输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度，以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同，则系统没有畸变。 F$BbYf2i  
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。 i|`dWOVb  
N@ \&1I`c$  
    CHG qz?mh4Oh  
    NOP -m *Sq  
    END AN!s{7V3  
    MSW 7%f&M>/  
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”。 zk-.u}RBFG  
        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。 =X\^J  
        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。 %yBB?cp+_  
        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 wX >*H  
        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。 BTgG4F/)  
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。 I[)%,jd  
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。