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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 BVNJas  
    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。) i.uyfV&F  
    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。 {)lZfj}l  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) $cHU,  
    V [g^R*b  
        TIME 7PMz6  
        CORE 12 Rw{' O]Q*  
        OFF 1 99 [0y,K{8t  
        DSEARCH 5 QUIET Zf3(! a[  
        SYSTEM *3`R W<Z  
        ID EYEPIECE EXAMPLE L%/>Le}VX  
        OBD 1.0E9 45 1.27 g;'S5w9S  
        UNI MM Y3DqsZ@  
        WAVL CDF SyVXXk 0  
        WAP 1 eN.6l2-  
        END 7*+CX  
         QUn!& 55  
        GOALS slPr^)  
        ELEMENTS 9 npltsK):  
        TOTL 200 .01 qsW&kW~  
        BACK 0 0 2|lR@L sr  
        FNUM 7.0 10 2PyuM=(Wt  
        ASTART 5 +bLP+]7oZ  
        THSTART 5 H`)eT6:|/  
        RSTART 100 s 0Uid&qE  
        RT 0.25 9)v]jk  
        NPASS 80 lf>d{zd5  
        ANNEAL 100 10 Q 100 s(3u\#P  
        SNAP 10 :JG5)H}j+  
        TOPD \O"H#gt  
        STOP FIRST         dY&v(~&;]  
        STOP FREE ,.p 36ZLP  
        QUICK 50 100 5X)QW5A  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     l+F29_o#  
        FWT 3 1 1 1 1 1 -%MXt  
        END !9PAfi?  
         %C,zR&]F  
        SPECIAL AANT G<-KwGy,D  
        ACA 50 1 1 k1xx>=md|C  
        ADT 10 .1 10 H"? 5]!p  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     [;,E cw^  
        M -.008 10 A P HH 1         1?H; c5?d&  
        M -.004 10 A P HH .5     rtz-kQ38R  
        M -.0064 10 A P HH .8 #)7`}7N  
        M 0 1 A P YA 1         /!5ohQlPJ  
        S GIHT hbJy<e1W  
        END VVch%  
        GO bT2c&VPCE  
        TIME 9`/e= RL  
    6 :3Id  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 \-]Jm[]^  
        
        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。 a%m )8N;C  
        
        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。 2QbKh)   
         9ns( F:  
        PANT Tx K v!-1  
        VY 0 YP1 9_5>MmiB  
        VLIST RD ALL J[6/dM  
        VLIST TH ALL 4'#=_J  
        VLIST GLM ALL p1niS:}j  
        END @-S7)h>~  
        AANT P <tbs,lcw;  
        AEC Q" h]p  
        ACC A,EG0yb  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM }w35fG^  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 jm<^WQ%Cc  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 ,)xtl`fc  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 PU.j(0  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 R P~67L  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 3lWGa7<4Z  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 [C4{C4TX  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 t=Rl`1 =(K  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 cD`?" n  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 vo }4N[]Sb  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 {= &&J@:  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 >Vq07R  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 |khFQ(  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 81|[Y'f  
        ACA 50 1 1 ]Whv%  
        ADT 10 .1 10 G2wSd'n*y  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 C<a&]dN/  
        M -.008 10 A P HH 1   (G+)v[f  
        M -.004 10 A P HH .5 RjUrpS[I  
        M -.0064 10 A P HH .8 B]yO  
        M 0 1 A P YA 1   $> QJ%v9+  
        S GIHT ,|$1(z*a{c  
        END "})OLa  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     WNjG/U  
        SYNOPSYS   80 <Ffru?o4j  
    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: sSKD"  
        
        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。     qmn l  
    准备一个新的MACro 如下: <Af&Q0J  
    :dipk,b?n  
        STO 9 4Hf'/%kW  
        CHG Z"Lr5'}  
        NOP Da[#X`Kp$  
        18 TH 2000 9wfE^E1  
        19 YMT gAEB  
        20 L:&'z:,<  
        END <n k/w5nKL  
        STEPS = 100 E]vox~xK>  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 GKWsJO5 n  
        GET 9     *\:sHVyG(  
    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 /z!y[ri+J  
        
        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。 -XnIDXM  
    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。 k f Y;  
    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: jpYZ) So-  
        
        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! 'tMD=MH  
    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。 'e<8j  
    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。 N6BOUU]  
    @||nd,i`n~  
        CHG be-HF;lZe'  
        NOP "u sPzp5  
        END 7ieAd/:_  
        MSW 9k9}57m.i  
    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”。 '?I3&lYz{  
        
        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。 mg._c  
        
        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。 PpLh j  
        
        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 Y>c+j  
        
        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。 #d<"Ub  
    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。 w?*79 u  
    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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