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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 qT#+DDEAL  
    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。) lqA U5K{wQ  
    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。 ==(9P`\  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) mH*42XC*  
    ZmO/6_nU?  
        TIME >JS\H6  
        CORE 12 n"Ec%n  
        OFF 1 99 ba|x?kz  
        DSEARCH 5 QUIET K,tmh1  
        SYSTEM %*OKhrM  
        ID EYEPIECE EXAMPLE g. f!Uc{  
        OBD 1.0E9 45 1.27 lJoMJS;S]}  
        UNI MM H7G*Vg  
        WAVL CDF * b>W  
        WAP 1 N^q*lV#kob  
        END (rFY8oHD  
         t)g1ICt  
        GOALS 8<3J!X+  
        ELEMENTS 9 N-jFA8n  
        TOTL 200 .01 NAV}q<@v  
        BACK 0 0 X;sl?8HG!<  
        FNUM 7.0 10 1 Y@6oT  
        ASTART 5 Eag->mw/~  
        THSTART 5 n?@3R#4D3  
        RSTART 100 B:ddlxT $  
        RT 0.25 !6|Kpy8  
        NPASS 80 JXBW0|8b  
        ANNEAL 100 10 Q 100 9?gLi!rd  
        SNAP 10 &PD4+%!  
        TOPD *kgbcUf8  
        STOP FIRST         ?v#t{e0eQ  
        STOP FREE _]1dm)%  
        QUICK 50 100 ywmx6q4MFL  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     G hLgV  
        FWT 3 1 1 1 1 1 nk1(/~`  
        END 6VolTy@(x  
         ]jG%<j9A  
        SPECIAL AANT G9z Q{E  
        ACA 50 1 1 g6Qzkvw)  
        ADT 10 .1 10 wGd8q xa  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     9/D+6hJ]:  
        M -.008 10 A P HH 1         F0bmGDp@-  
        M -.004 10 A P HH .5     z|}Anc[\  
        M -.0064 10 A P HH .8 P^v`5v  
        M 0 1 A P YA 1         J[L$8y:  
        S GIHT !#3#}R.$Fl  
        END &xr?yd  
        GO #g4X`AHB  
        TIME "<3PyW?zt  
    !rb)Y;WQt  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 CeR4's7  
        
        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。 " FcA:7+  
        
        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。 >~TLgq*  
         E~2}rK+#)  
        PANT 7R<<}dA]  
        VY 0 YP1 0Z2![n  
        VLIST RD ALL o&rejj#  
        VLIST TH ALL V.'EP  
        VLIST GLM ALL PAH; +  
        END iK(n'X5i  
        AANT P yXc/Nl%  
        AEC :b^tu 8E  
        ACC R JnRbaC  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM ..'^1IOA  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 ~8`r.1aUO  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 L\nWhmwl  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 nXb;&n%  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 HkJ$r<J2  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 Sq-mH=rs]  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 LEc%BQx  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 Jnb>u*7,  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 xlqRW"  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 a[xEN7L~4D  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ]^VC@$\)+  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 }c| Xr^  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 |6"zIHvtc  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL m-5Dbx!j  
        ACA 50 1 1 \2: JX?Jw!  
        ADT 10 .1 10 o9<jj>R;  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 i~ n>dc YW  
        M -.008 10 A P HH 1   dW,$yH_  
        M -.004 10 A P HH .5 t{Q9Kv  
        M -.0064 10 A P HH .8 #J, `a.  
        M 0 1 A P YA 1   6@ET3v  
        S GIHT :I+%v  
        END KFLIO>hE  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     [j eZZB  
        SYNOPSYS   80 )e4nKh],  
    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: or]8;eQ?  
        
        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。     D/9&pRsO  
    准备一个新的MACro 如下: CcLP/  
    + 3aAL&  
        STO 9 @PU%BKe  
        CHG ;5q=/  
        NOP y_Bmd   
        18 TH 2000 +g/y)]AP  
        19 YMT `Q, moz  
        20 55zimv&DV  
        END kRTT ~  
        STEPS = 100 BQ)zm  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 oZmni9*SD  
        GET 9     |bO}|X  
    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 ZxwI< T:&  
        
        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。 }Rt?p8p  
    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。 =eDVgOZ)  
    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: :jT1=PfL  
        
        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! 'eLO#1Ipf  
    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。 mPi4.p)  
    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。 MJt?^G (w?  
    b=wc-n A  
        CHG z$QYl*F1  
        NOP ,~hvFTJI  
        END tOn/r@Fd^E  
        MSW va:5pvt2&  
    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”。 :,fs' !  
        
        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。 f*0[[J0]  
        
        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。 f-k%P$"X&  
        
        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 7Fh%jRHZ`  
        
        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) owj7U;  
    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。 NJI-8qTGI  
    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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