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。
$S6HZG:N 我们假设
望远镜物镜图像直径为1.2英寸,我们希望观察者看到90度的无畸变图像。 这种镜头可以通过两种方式设计:从物镜到眼睛,或者从眼睛到物镜。 在这个例子中,我们将选择前一个方案。 (在第37课中,我们将以另一个方案进行。)
sFQ4O- SM 我们将从远处的物镜将
光线对准镜头,首先对准镜头内一英寸的一点,并要求光线以45度的角度从轴上射出。
4GU/V\e| 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
n)
_dH/" 2qs>Bshf TIME
)h>\05|T CORE 12
(B_7\}v|_ OFF 1 99
QQg8+{> DSEARCH 5 QUIET
BR& Aq SYSTEM
kCaO\#ta ID EYEPIECE EXAMPLE
N|!MO{sB OBD 1.0E9 45 1.27
v"P&`1=T UNI MM
W_[|X}lWP WAVL CDF
zb>f;[ WAP 1
~ON1Zw[+ END
e/"yGQu oUJj5iu} GOALS
ADv^eJJ| ELEMENTS 9
u* t,i` TOTL 200 .01
{fGd:2dh BACK 0 0
prNhn:j FNUM 7.0 10
,op]-CY5 ASTART 5
?muDTD%c THSTART 5
mu6039qy RSTART 100
YCa@R!M*O RT 0.25
7d&DrI@~ NPASS 80
'|vD/Qf=& ANNEAL 100 10 Q 100
tigT@!`$Y SNAP 10
"z
rA`` TOPD
$> "J"IX STOP FIRST
L'zE<3O'3 STOP FREE
&49u5&TiP QUICK 50 100
yXJ]U
\ % FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
v8ba~ FWT 3 1 1 1 1 1
!M END
e^j<jV`1 Tbv/wJ SPECIAL AANT
Iz
DG&c ACA 50 1 1
"j{i,&Y$_ ADT 10 .1 10
=43I1&_
M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
\HAJ\9*w) M -.008 10 A P HH 1
9ky7r;? M -.004 10 A P HH .5
n[!;yO M -.0064 10 A P HH .8
AY#wVy M 0 1 A P YA 1
9<yAQ?7L S GIHT
=96G8hlT END
tawe Gc%~ GO
HF"Eys TIME
EXuLSzQwv otO
j^xU 这是从DSEARCH 返回的图纸。
9YB2e84j 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。
m#tpbFAsc 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。
vxZg &SRK =I2@/, PANT
3KSpB;HX VY 0 YP1
JIzY,%`\ VLIST RD ALL
6?N4l ]l VLIST TH ALL
v?L VLIST GLM ALL
KU-'+k2s;p END
j&5G\6: AANT P
((XE\V\}Z AEC
089 k.WG ACC
LheFQ A M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
k<H%vg>{~s GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
2nv[1@M GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
1BJ<m5/1% GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
*i^`Dw^~y GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
@}Zd (o GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
nZfs=@w:y GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
we3tx{j GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
mzX;s&N# GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
kY"KD22a GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
w/W7N GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
LN4qYp6)G GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
B{C_hy-fw GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
Ve}[XqdS^p M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
wd[eJcQ , ACA 50 1 1
LXj5R99S ADT 10 .1 10
j(iuz^I M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
uRE*%d> M -.008 10 A P HH 1
{^#2=`:)O M -.004 10 A P HH .5
`0{ S3v M -.0064 10 A P HH .8
0"78/6XIs M 0 1 A P YA 1
d|XmasGN S GIHT
qTT,U9]: END
5u r)uz]w8 SNAP 10/DAMP 1.00000
w&Y{1r F> SYNOPSYS 80
MuwQZ]u 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:
mk!Dozb/ 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。
oKA& An 准备一个新的MACro 如下:
ZtK\HDdp *FK`&(B+} STO 9
87V1#U ^ CHG
\=;uu_v$ NOP
T-gk <V 18 TH 2000
(&[[46 19 YMT
o%`Xa#*Ly 20
pu+ur=5& END
Ql %qQZV STEPS = 100
#DFV=:|~ PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
:=Kx/E:1 GET 9
fuUm}N7 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
\L # INP4~ 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。
G_ >G'2 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。
S QY"OBo<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:
4nqoZk^R 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!
AVl~{k| 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。
!2tW$BP^ 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。
$g10vF3 L?5f+@0. CHG
+ H_WlYg- NOP
3QXjD/h END
OtTBErQNF MSW
2;$k(x] 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”。
!TKkec8$ 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。
nXA\|c0 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。
x%N\5 V1 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
w%y\dIeI' 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^@I]. 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。
(;_FIUz0 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。