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。
h2C1'+Q{9 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。)
9Ucn
6[W 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。
'L0{Ed+9 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
9p5{,9 .3* 9AROvq|# TIME
$k&}{c8P CORE 12
#Zy-X_r OFF 1 99
RU^lR8; DSEARCH 5 QUIET
n\Y|0\ B SYSTEM
KGI0|Z]n~ ID EYEPIECE EXAMPLE
h7H#sL[^ OBD 1.0E9 45 1.27
)!``P?3? UNI MM
Aa;s.:? WAVL CDF
044*@a5f WAP 1
"nK(+Z END
\Ow-o0 Nl^{w'X0h GOALS
uoe5@j2 ELEMENTS 9
wGC)gW TOTL 200 .01
y`EcBf BACK 0 0
vQ}'4i8( FNUM 7.0 10
B R-(@ ASTART 5
F"-w THSTART 5
-\`n{$OR RSTART 100
zaVDe9B,7 RT 0.25
_~`\TS8 NPASS 80
*YFe ANNEAL 100 10 Q 100
$MmCh&V SNAP 10
L:y}
L TOPD
*eO@<j? STOP FIRST
MKdBqnM(F STOP FREE
1;l&ck-Gg/ QUICK 50 100
ul e]eRAG FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
OT9\K_ FWT 3 1 1 1 1 1
}Vpr7_ END
_=_]Yx pX]*&[X? SPECIAL AANT
26E"Ui5q ACA 50 1 1
nzTzc5
w ADT 10 .1 10
"9-duDg M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
d{f3R8~Q. M -.008 10 A P HH 1
]rDf3_!m( M -.004 10 A P HH .5
%T UljX K} M -.0064 10 A P HH .8
FG~p_[K M 0 1 A P YA 1
m%$z&<! S GIHT
;C%D+"l1g END
Lrr^obc GO
#(jozl_8 TIME
aho;HM$hjP '?5=j1 这是从DSEARCH 返回的图纸。
w.cQ|_ 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
DsqsMlB{ 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
9jiZtwRpk i_ 4FxC4 PANT
XQ<2(}]4 VY 0 YP1
<}%>a@ VLIST RD ALL
r +;C}[E VLIST TH ALL
YizJT0$ VLIST GLM ALL
:eI.E:/' END
`"M=Z Vk AANT P
7g5sJj AEC
j?6%=KuX< ACC
0z."6r M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
W;,.OoDc> GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
UUv&X+Y GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
Zb7KHKO{ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
zp4Jd"XBX GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
A5Yfm.Jy GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
I?"cEp GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
IBU(Hm1, GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
6Pl$DSu GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
@5zL4n@w GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
> K,Q`sS GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
lMp)T** GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
pr/yDGia GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
_p7c<$; M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
i}RxTmG< ACA 50 1 1
B{QY-F~ ADT 10 .1 10
v 4(!~S M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
;,Sl+)@h M -.008 10 A P HH 1
VbK| VON[ M -.004 10 A P HH .5
^o|igyS9 M -.0064 10 A P HH .8
aD3'gc,l M 0 1 A P YA 1
Bfaj4i;_ S GIHT
w*Sl END
6{}]QvR SNAP 10/DAMP 1.00000
;04doub SYNOPSYS 80
>t?;*K\x" 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:
Revc
:m1o 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。
%`HAg MgP 准备一个新的MACro 如下:
O} QTg G(|ki9^@"9 STO 9
>mT2g CHG
GKtG#jZ& NOP
$PstThM 18 TH 2000
W:b8m Xx 19 YMT
MH`f!%c 20
e!ar:>T END
,#UaWq@7 STEPS = 100
28LjQ! PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
DK&J"0jz, GET 9
MI!C% 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
p-y,OG 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。
br>"96A1l 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。
CG@ LYN 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:
XJC|6"n 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!
-JaC~v(0 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。
Qg C 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。
B@A3T8' yiSv#wD9 CHG
Sh*LD
QL<? NOP
9EK5#_L[= END
y0M^oLx MSW
d5\w'@Di 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”。
K]oFV 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。
QK%{\qu 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。
; GRSe 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
uYhm
F p 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。
!BP/# 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。
xYRN~nr 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。