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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 $S6HZG:N  
    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。) s FQ4O- SM  
    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。 4GU/V\e|  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) n) _dH/"  
    2qs>Bshf  
        TIME )h>\05|T  
        CORE 12 (B _7\}v|_  
        OFF 1 99 QQg8+{>  
        DSEARCH 5 QUIET BR& Aq  
        SYSTEM kCaO\#ta  
        ID EYEPIECE EXAMPLE N|!MO{sB  
        OBD 1.0E9 45 1.27 v"P&` 1=T  
        UNI MM W_[|X}lWP  
        WAVL CDF zb>f;[  
        WAP 1 ~ON1Zw[+  
        END e/"yGQu  
         oUJj5iu}  
        GOALS ADv^eJJ|  
        ELEMENTS 9 u*t,i`  
        TOTL 200 .01 {fGd:2dh  
        BACK 0 0 prNhn:j  
        FNUM 7.0 10 ,op]-CY 5  
        ASTART 5 ?muDTD%c  
        THSTART 5 mu6039qy  
        RSTART 100 YCa@R!M*O  
        RT 0.25 7d&DrI@~  
        NPASS 80 '|vD/Qf=&  
        ANNEAL 100 10 Q 100 tigT@!`$Y  
        SNAP 10 "z rA``  
        TOPD $> "J"IX  
        STOP FIRST         L'zE<3O'3  
        STOP FREE &49u5&TiP  
        QUICK 50 100 yXJ]U \ %  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     v8ba~  
        FWT 3 1 1 1 1 1  !M  
        END e^j<jV`1  
         Tbv/wJ  
        SPECIAL AANT Iz DG&c  
        ACA 50 1 1 "j{i,&Y$_  
        ADT 10 .1 10 =43I1&_   
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     \HAJ\9*w)  
        M -.008 10 A P HH 1         9ky7r;?  
        M -.004 10 A P HH .5     n[!;yO  
        M -.0064 10 A P HH .8 AY#wVy  
        M 0 1 A P YA 1         9<yAQ?7 L  
        S GIHT = 96G8hlT  
        END taweGc%~  
        GO HF"Eys  
        TIME EXuLSzQwv  
    otO j^xU  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 9YB2 e84j  
        
        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。 m#tpbFAsc  
        
        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。 vxZg &SRK  
         =I2@/,  
        PANT 3KSpB;HX  
        VY 0 YP1 JIzY,%`\  
        VLIST RD ALL 6?N4l ]l  
        VLIST TH ALL v? L  
        VLIST GLM ALL KU-'+k2s;p  
        END j&5G\6:  
        AANT P ((XE\V\}Z  
        AEC 089 k.WG  
        ACC LheFQ A  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM k<H%vg>{~s  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 2 nv[1@M  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 1BJ<m5/1%  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 *i^`Dw^~y  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 @}Zd (o  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 nZfs=@w:y  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 we3tx{j  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 mzX;s&N#  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 kY"KD22a  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 w/W7N   
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 LN4qYp6)G  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 B{C_hy-fw  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 Ve}[XqdS^p  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL wd[eJcQ,  
        ACA 50 1 1 LXj5R99S  
        ADT 10 .1 10 j(iuz^I  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 uRE*%d>  
        M -.008 10 A P HH 1   {^#2=`:)O  
        M -.004 10 A P HH .5 `0{ S3v  
        M -.0064 10 A P HH .8 0"78/6XIs  
        M 0 1 A P YA 1   d|XmasGN  
        S GIHT qTT,U9]:  
        END 5u r)uz]w8  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     w&Y{1rF>  
        SYNOPSYS   80 MuwQZ]u  
    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: mk!Dozb/  
        
        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。     oKA&An  
    准备一个新的MACro 如下: ZtK\HDdp  
    *FK`&(B+}  
        STO 9 87V1#U^  
        CHG \=;uu_v$  
        NOP T-gk<V  
        18 TH 2000 (&[[46  
        19 YMT o%`Xa#*Ly  
        20 pu+ur=5&  
        END Ql%qQ ZV  
        STEPS = 100 #DFV=:|~  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 : =Kx/E:1  
        GET 9     fuUm}N7  
    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 \L # INP4~  
        
        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。 G_ >G'2  
    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。 S QY"OBo<e  
    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: 4nqoZk^R  
        
        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! AVl~{k|  
    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。 !2tW$BP^  
    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。 $g10vF3  
    L?5f+@0.  
        CHG + H_WlYg-  
        NOP 3QXjD/h  
        END OtTBErQNF  
        MSW 2;$ k(x]  
    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”。 !TKkec8$  
        
        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。 nXA\|c0  
        
        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。 x%N\5 V1  
        
        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 w%y\dIeI'  
        
        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^@ I].  
    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。 (;_FIUz0  
    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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