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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 h2C1'+Q{9  
    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。) 9Ucn 6[W  
    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。 'L0{Ed+9  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) 9p5{,9.3*  
    9AROvq|#  
        TIME $k&}{c8P  
        CORE 12 #Zy-X_r  
        OFF 1 99 RU^lR8;  
        DSEARCH 5 QUIET n\Y|0\ B  
        SYSTEM KGI0|Z]n~  
        ID EYEPIECE EXAMPLE h7H#sL[^  
        OBD 1.0E9 45 1.27 )!``P?3?  
        UNI MM Aa;s.:?  
        WAVL CDF 044*@a5f  
        WAP 1 "nK(+Z  
        END \Ow-o0  
         Nl^{w'X0h  
        GOALS uoe5@j2  
        ELEMENTS 9 wGC)gW  
        TOTL 200 .01 y`EcBf  
        BACK 0 0 vQ}'4i8(  
        FNUM 7.0 10 B R-(@  
        ASTART 5 F" -w  
        THSTART 5 -\`n{$OR  
        RSTART 100 zaVDe9B,7  
        RT 0.25 _~`\TS8  
        NPASS 80  *YFe  
        ANNEAL 100 10 Q 100 $MmCh&V  
        SNAP 10 L:y} L  
        TOPD *eO@<j?  
        STOP FIRST         MKdBqnM(F  
        STOP FREE 1;l&ck-Gg/  
        QUICK 50 100 ul e]eRAG  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.      OT9\K_  
        FWT 3 1 1 1 1 1 }Vpr7_  
        END _= _]Yx  
         pX]*&[X?  
        SPECIAL AANT 26E"Ui5q  
        ACA 50 1 1 nzTzc5 w  
        ADT 10 .1 10 "9 -duDg  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     d{f3R8~Q.  
        M -.008 10 A P HH 1         ]rDf3_!m(  
        M -.004 10 A P HH .5     %TUljX K}  
        M -.0064 10 A P HH .8 FG~p _[K  
        M 0 1 A P YA 1         m%$z&<!  
        S GIHT ;C%D+"l1g  
        END Lrr^obc  
        GO #(jozl_8  
        TIME aho;HM$hjP  
    '?5=j1  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 w.cQ|_  
        
        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。 DsqsMlB{  
        
        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。 9jiZtwRpk  
         i_4FxC4  
        PANT XQ<2(}]4  
        VY 0 YP1 <}%>a@  
        VLIST RD ALL r+;C}[E  
        VLIST TH ALL YizJT0$  
        VLIST GLM ALL :eI .E:/'  
        END `"M=ZVk  
        AANT P 7g5sJj  
        AEC j?6%=KuX<  
        ACC 0z."6 r  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM W;,.OoDc>  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 UUv&X+ Y  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 Zb7KHKO{  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 zp4Jd"XBX  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 A5Yfm.Jy  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 I?"cEp   
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 IBU(Hm1,  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 6Pl$DSu  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 @5zL4n@w  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 >  K,Q`sS  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 lMp)T**  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 pr/yDG ia  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 _p7c<$ ;  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL i}RxTmG<  
        ACA 50 1 1 B{QY-F~  
        ADT 10 .1 10 v4(!~S  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ;,Sl+)@h  
        M -.008 10 A P HH 1   VbK| VON[  
        M -.004 10 A P HH .5 ^o|igyS9  
        M -.0064 10 A P HH .8 aD3'gc,l  
        M 0 1 A P YA 1   Bfaj4i ;_  
        S GIHT w*Sl  
        END 6{}]QvR  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     ;04doub  
        SYNOPSYS   80 >t?;*K\x"  
    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: Revc :m1o  
        
        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。     %`HAg MgP  
    准备一个新的MACro 如下: O} QTg  
    G(|ki9^@"9  
        STO 9 >mT2g  
        CHG GKtG#jZ&  
        NOP $PstThM  
        18 TH 2000 W:b8m Xx  
        19 YMT MH`f!%c  
        20 e!ar:>T  
        END ,#UaWq@7  
        STEPS = 100 28LjQ!  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 DK&J"0jz,  
        GET 9      MI!C%  
    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 p-y,OG  
        
        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。 br>"96A1l  
    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。 CG@ LYN  
    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: XJC|6"n  
        
        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! -JaC~v(0  
    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。 QgC  
    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。  B@A3T8'  
    yiSv#wD9  
        CHG Sh*LD QL<?  
        NOP 9EK5#_L[=  
        END y0M^oLx  
        MSW d5\w'@Di  
    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”。 K]oFV   
        
        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。 QK% {\qu  
        
        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。 ; GRSe  
        
        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 uYhm Fp  
        
        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。 !BP/#  
    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。 xYRN~nr  
    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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