[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。 < Pky9o;  
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。） CL+}|7O(  
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。 `a2n:F  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） =Xqc]5[i  
;<(W% _  
    TIME  7*?}:  
    CORE 12 OR;uqV@  
    OFF 1 99 FSA1gAW6g  
    DSEARCH 5 QUIET iT%} $Lu~  
    SYSTEM p{j.KI s7  
    ID EYEPIECE EXAMPLE c1E'$- K@  
    OBD 1.0E9 45 1.27 :R~MO&  
    UNI MM ~x]jB  
    WAVL CDF bp~g;h*E2  
    WAP 1 'LE=6{#  
    END \Hn>oonph  
     xo7Kn+ Kl  
    GOALS 3U7
*>H  
    ELEMENTS 9 _Nqt21sL  
    TOTL 200 .01 ZOZ+Y\uU  
    BACK 0 0 DF*:_B)  
    FNUM 7.0 10 Bi @2  
    ASTART 5 [O?z@)dx  
    THSTART 5 T Kg aV;92  
    RSTART 100 ,uSQNre\j  
    RT 0.25 a_'2V;  
    NPASS 80 hMykf4  
    ANNEAL 100 10 Q 100 d%V*|0c)  
    SNAP 10 Z|lqb=  
    TOPD p_${Nj  
    STOP FIRST         [<  &oF  
    STOP FREE *1fb
}C_  
    QUICK 50 100 Aj+2;]M  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     V{:A3C41  
    FWT 3 1 1 1 1 1 =5(>q5Z*  
    END V0P>YQq9s  
     M!REygyx  
    SPECIAL AANT `Ch9~*p  
    ACA 50 1 1 -)RH5WGS  
    ADT 10 .1 10 wfq7ob4^  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     \cUC9/ b  
    M -.008 10 A P HH 1         )|DM~%$QM  
    M -.004 10 A P HH .5     E:
$P=%b  
    M -.0064 10 A P HH .8 'lEA)&d  
    M 0 1 A P YA 1         F7O(Cy"1  
    S GIHT F)'.g d  
    END 7aQc=^vaZ  
    GO 6{^E{go  
    TIME *fn*h[pV&  
9*{[buZX  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 9mmCp&~Z  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 &QGdLXOn  
        该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里，您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 29?,<bB)  
     mg$]QnbAnH  
    PANT Cc%LztP>  
    VY 0 YP1 er!DYv  
    VLIST RD ALL ^]W<X"H+Z  
    VLIST TH ALL !>zo_fP  
    VLIST GLM ALL Zw ^kmSL"  
    END q@nP}Pv&5  
    AANT P JU^ly
i!  
    AEC @AIaC-,~]  
    ACC tm#nUw  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM T`;%TO*Y  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 A8oo@z68n>  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 '~&9D:(  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 _U |>b>  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 Q2F+?w;,  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 S'_-G;g.  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 uFPF!Ern  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 LRb{hUt=  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 }L#_\  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 jO1r)hw N>  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 FMClSeO7  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 OVhE??#  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 &' Ne!o8  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 
|>tKq;/  
    ACA 50 1 1 /iJ4{p  
    ADT 10 .1 10 /$'AjIg4:&  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 3P^sM1  
    M -.008 10 A P HH 1   oIb|*gX^  
    M -.004 10 A P HH .5 TTt#a6eJ  
    M -.0064 10 A P HH .8 49dd5ddr  
    M 0 1 A P YA 1   pm_u  
    S GIHT Dm-zMCf}Q  
    END #>mr[ 
 
    SNAP  10/DAMP    1.00000    
Ct=-4  
    SYNOPSYS   80 79xx2  
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： jkt_5+S  
        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。     ,kF}lo)  
准备一个新的MACro 如下： nAjO6g6E  
DIzH`|Y  
    STO 9 !WpBfd>v.I  
    CHG }Hxd*S  
    NOP D~$r\]av  
    18 TH 2000 fvF?{k>~}  
    19 YMT ,~OwLWi-|X  
    20 LkK~%tY  
    END twlk-2yT!  
    STEPS = 100 .b6VQCS~9  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 6Qy@UfB  
    GET 9     &qr;IL7'  
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 Gch[Otq]%  
        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。 vDxe/x%  
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。 kMt 8/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： NwG= <U*  
        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！ R]btAu;Z  
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。 GP:77)b5  
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。 :"IE  
yRfSJbzaf\  
    CHG *UmI]E{g3(  
    NOP }t%!9hr5D  
    END }XSfst5-H  
    MSW kT!9`S\  
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”。 _oUHJ~&,  
        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。 .On|uC)!  
        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。 nC}6B).el  
        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 x`dHJq`_g  
        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。 hijgF@  
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。 4@ML3d/  
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。