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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 IhzY7U)}T  
    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。) E^J &?-  
    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。 A$p&<#  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) Xr^ 5Th\  
    }V ]*FCpQ  
        TIME L{~ ]lUo  
        CORE 12 rOOo42Y W`  
        OFF 1 99 d"5_x]Z;  
        DSEARCH 5 QUIET Q>Ct]JW&  
        SYSTEM dWzf C@]  
        ID EYEPIECE EXAMPLE XR",.3LD  
        OBD 1.0E9 45 1.27 X.{xH D&_  
        UNI MM uKzx >\}?1  
        WAVL CDF > 3x^jh  
        WAP 1 ac\aH#J_nC  
        END ;|K }  
         {;Hg1=cm  
        GOALS GTOA>RB2  
        ELEMENTS 9 64b AWHv  
        TOTL 200 .01 1q;R+65  
        BACK 0 0  MMk9rBf  
        FNUM 7.0 10 sT=|"H?  
        ASTART 5 L [PqEN\i  
        THSTART 5 vE`;1UA}  
        RSTART 100 tX% C5k  
        RT 0.25 }WJX Q@  
        NPASS 80 1/1oT  
        ANNEAL 100 10 Q 100 ?1g`'q@T%  
        SNAP 10 7kD?xHpe  
        TOPD gna!Q  
        STOP FIRST         ommW  
        STOP FREE *DcIC]ao[  
        QUICK 50 100 8m H6?,@6  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     sRLjKi2D  
        FWT 3 1 1 1 1 1 B (eXWWT_  
        END :*g$@T   
         +)h# !/  
        SPECIAL AANT xBc$qjV  
        ACA 50 1 1 cq]0|\Vz  
        ADT 10 .1 10 E9k%:&]vd  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     ~tTa[_a!  
        M -.008 10 A P HH 1         2@T0QJ  
        M -.004 10 A P HH .5     fN{wP,jI  
        M -.0064 10 A P HH .8 [jN Vk3  
        M 0 1 A P YA 1         T-n>+G{  
        S GIHT 5O~xj:  
        END _s-X5 xU  
        GO m; =S]3P*  
        TIME 3v$n}.  
    wqm{f~nj=  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 U1 3Lsky%  
        
        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。 zxs)o}8icO  
        
        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。  })!-  
         &Odrq#o?R  
        PANT *kf%?T.  
        VY 0 YP1 08@4u L  
        VLIST RD ALL ej7N5~!,s  
        VLIST TH ALL i`6utOq  
        VLIST GLM ALL r_ m|?U %  
        END EhD%  
        AANT P 0n X5Vo  
        AEC 7^)yo#i4  
        ACC SANb g&$  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM b+RU <qR  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 U4a8z<l$  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 {?w *n_T.  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 |]:6IuslJ  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 |VE.khq#  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 q}'<[Wg  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 R/B/|x  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 U1yspHiZ  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 ~yngH0S$[b  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 ;eFV}DWW  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 wko9tdC=U  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 !}`[s2ji  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 $rjm MSxi  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 9l[C&0w#\  
        ACA 50 1 1 \'w.<)(GI  
        ADT 10 .1 10 &a >UVs?=  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 7 mA3&<&q  
        M -.008 10 A P HH 1   \(?d2$0m  
        M -.004 10 A P HH .5 SRHD"r^@  
        M -.0064 10 A P HH .8 LEg|R+ 6E  
        M 0 1 A P YA 1   #RdcSrw)W!  
        S GIHT HWL? doM  
        END 55y}t%5  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     v!S(T];)  
        SYNOPSYS   80 Q^Vch(`&P  
    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: : @gW3'  
        
        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。     CJ3/8*;w  
    准备一个新的MACro 如下: q?w%%.9]X  
    Nb0T3\3W  
        STO 9 +5GC?cW  
        CHG |e+r~).4B  
        NOP {poTA+i  
        18 TH 2000 ! }eq~3  
        19 YMT ,F'y:px  
        20 *xeJ4h  
        END 6!U~dt#a  
        STEPS = 100 bL:+(/:  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 B(wi+;  
        GET 9     +,ld;NM{  
    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 > JTf0/  
        
        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。 sWq}/!@&  
    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。 Me+)2S 9  
    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: #b&=CsW`  
        
        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! Nw1 .x  
    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。  poZ&S  
    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。 .p~.S&)  
    dKPx3Y'  
        CHG Yk7^?W  
        NOP `1 Tg8  
        END > LU !Z  
        MSW \3t)7.:4  
    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”。 ?G5,x  
        
        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。 V2 }.X+u&<  
        
        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。 {mHxlG)  
        
        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 h5; +5B}D  
        
        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。 B an" H~  
    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。 8?o{{ay  
    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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