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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 W|3XD-v@  
    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。) 8w~I(2S:#  
    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。 }`4o+  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) X&h4A4#P  
    oYnA 3  
        TIME "g\  
        CORE 12 Ze'AZF  
        OFF 1 99 y@'8vOh`  
        DSEARCH 5 QUIET 7rc^-!k  
        SYSTEM `!DrB08A  
        ID EYEPIECE EXAMPLE Er Ji  
        OBD 1.0E9 45 1.27 0]{h,W3]@[  
        UNI MM Q3\j4;jI(  
        WAVL CDF s2iR  }<  
        WAP 1 s d>&6 R^  
        END 5[esW  
         e//28=OH  
        GOALS 1?`,h6d*=  
        ELEMENTS 9 BKIAc6  
        TOTL 200 .01 -<sn+-uE:  
        BACK 0 0 B cd6 ~  
        FNUM 7.0 10 .t4IR =Z  
        ASTART 5 tX cc#!'4C  
        THSTART 5 |[}YM %e  
        RSTART 100 1[C,*\X8v  
        RT 0.25 (EIdw\  
        NPASS 80 .B{3=z^  
        ANNEAL 100 10 Q 100 >5#`j+8=q  
        SNAP 10 mfQQ<Q@  
        TOPD w#U3h]>,  
        STOP FIRST         "3LOL/7f  
        STOP FREE 4Z"D F)+}  
        QUICK 50 100 C,hs!v6  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     ~;QO`I=0P  
        FWT 3 1 1 1 1 1 Kjc"K36{L  
        END +'2Mj|d@p  
         hf^,  
        SPECIAL AANT +^Eruv+F  
        ACA 50 1 1 y/h~oGxy  
        ADT 10 .1 10 SN(:\|f 2  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     [94A?pn[z  
        M -.008 10 A P HH 1         @X?DHLM  
        M -.004 10 A P HH .5     [0El z@.C  
        M -.0064 10 A P HH .8 b %L8mX  
        M 0 1 A P YA 1         /T]2ZX>  
        S GIHT *r@7:a5  
        END A&jkc'  
        GO rE;*MqYt&  
        TIME 6x)7=_:0  
    )o;/*h%@  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 %%)"W n#`  
        
        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。 f 5"1WtB  
        
        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。 9+ nB;vA  
         %i{Z@  
        PANT 8om6wALXB  
        VY 0 YP1 SE.r 'J0  
        VLIST RD ALL >!848J  
        VLIST TH ALL xHq"1Vs=  
        VLIST GLM ALL 6=U81  
        END Y<-h#_  
        AANT P $nF|n+m  
        AEC 0uV3J  
        ACC $s+/OgG4H  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM  a?S5 =  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 [~*5uSG  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 fI"sdzu^  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 ,% "!8T  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 .Ds d Q4Y  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 VK*Dm:G0  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 .2"-N5Z  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 vZ,DJ//U,  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 "@^Pb$BLY  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 \c}_!.xj"  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ^Ej$o@PH  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 Em)U`"j/9  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 |j$r@  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL p3r("\Za,  
        ACA 50 1 1 J,4,#2M8  
        ADT 10 .1 10 z]_2lx2e  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 i(T[  
        M -.008 10 A P HH 1   :I_p4S.)  
        M -.004 10 A P HH .5 "5<:Dj/W  
        M -.0064 10 A P HH .8 4>^LEp  
        M 0 1 A P YA 1   Q^\m@7O :  
        S GIHT fGZ56eH:  
        END <O Y (y#x  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     Fn>KdoByN  
        SYNOPSYS   80 .RNY}bbk  
    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: %k%%3L,  
        
        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。     mR|L'[l  
    准备一个新的MACro 如下: Az7 ] qb  
    n6AA%? 5  
        STO 9 J':X$>E|  
        CHG k5M5bH',  
        NOP Mj&G5R~_  
        18 TH 2000 !"2S'oQKS  
        19 YMT gY'-C  
        20 rJZR8bo  
        END ]d67 HOyK  
        STEPS = 100 ;NOmI+t0w&  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 ">._&8KkE0  
        GET 9     NnH]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 fB80&G9  
        
        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。 ZDG~tCh=@  
    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。 #M%K82"  
    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: ?7>"ZGDe>  
        
        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! ?K+q~DzNSD  
    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。 ?3lA ogB  
    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。 Sn S$5o  
    I8a3:)  
        CHG QM![tZt%;  
        NOP u^G Y7gah  
        END [UXN= 76N  
        MSW l$1NI#&  
    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”。 r<'DS9m  
        
        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。 P1AC2<H  
        
        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。 YA@MLZm  
        
        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 =&6sU{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。 n$N$OFuO  
    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。 Th$Z9+()  
    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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