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。
FUHjY 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。)
Tn-H8;Hg 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。
=XYfzR 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
Jw86P= Ak1f*HGl| TIME
|g7E*1Ie CORE 12
ZkK +?:9 OFF 1 99
HL_MuyE DSEARCH 5 QUIET
a1GyI SYSTEM
Xe%n.DW m ID EYEPIECE EXAMPLE
R!,RZ?|v OBD 1.0E9 45 1.27
"#p)Z{v"! UNI MM
7u!p.kN WAVL CDF
\(Hg_]>m WAP 1
n,fUoS END
2
{31" u2F
3>s GOALS
$+rdzsf)+/ ELEMENTS 9
lk+)-J-lj' TOTL 200 .01
2/h Mx- BACK 0 0
'9b<r7\@ FNUM 7.0 10
3"<{YEj8U ASTART 5
N-5lILuJJ THSTART 5
qC]D9
A RSTART 100
>u6kT\|^C RT 0.25
1*=[%
d7 NPASS 80
<x1(}x:u` ANNEAL 100 10 Q 100
VNMhtwmK, SNAP 10
D'</eJ TOPD
v_Jp9 STOP FIRST
m(&ZNZK STOP FREE
O[-wm;_(=* QUICK 50 100
{9)LHX7dN FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
P+]39p{ FWT 3 1 1 1 1 1
1 iE END
$<T)_g mjH8q&szf SPECIAL AANT
^D6 JckW ACA 50 1 1
HeR-;L ADT 10 .1 10
}-Zfljj M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
,g/ UPK8K= M -.008 10 A P HH 1
! 5[?n3 M -.004 10 A P HH .5
<FGM/e4 M -.0064 10 A P HH .8
}G-qOt M 0 1 A P YA 1
B-Fu/n S GIHT
$H-s(3vq END
_hXadLt GO
-BB 5bsjA TIME
{U&Mo97rzX "ua/65cq9 这是从DSEARCH 返回的图纸。
whvM^ 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
c?[A 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
bu\,2t}B ncu>
@K$n PANT
B9+oI cO VY 0 YP1
Inr ~9hz VLIST RD ALL
"WK.sBFz4 VLIST TH ALL
jb77uH_ VLIST GLM ALL
Th@L68 END
{KODwP'~ AANT P
II),m8G AEC
?2Bp^3ytJ ACC
`qX'9e3VP+ M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
cITQ,ah GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
AEEy49e GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
IDcu#Nz` GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
I:='LH, GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
G!%1<SLi. GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
KLbP;:sr GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
?EKYKLwr GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
p2tBF98 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
]%G[<zD,1 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
6nxf<1 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
F*hs3b0Db GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
$JcU0tPq0 GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
!+CRS9\D M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
OHe<U8iu% ACA 50 1 1
Jw9|I)H ADT 10 .1 10
44wY5nYNt M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
!AP|ozkL M -.008 10 A P HH 1
XPb7gd"%W M -.004 10 A P HH .5
:m-HHWMN M -.0064 10 A P HH .8
QNn$`Qz. M 0 1 A P YA 1
!t[X/iu S GIHT
}LQ&AIRN END
<gJ|Wee SNAP 10/DAMP 1.00000
U
= T[-(:H SYNOPSYS 80
'J+Vw9s7 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:
0
R^Xn 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。
`W{Ye=|[d# 准备一个新的MACro 如下:
O{LWQ"@y L
+-B,466 STO 9
O!uX:TE|Q CHG
o^_z+JFwb NOP
TQYud'u/ 18 TH 2000
%vn rLt$ 19 YMT
Hd6Qy {,*- 20
A*E$_N END
Jg|/*Or STEPS = 100
q'{E $V)E PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
RIb<
7 GET 9
;nSaZ$`5 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
.(nq"&u-* 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。
d\xh>o 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。
@ttcFX1:W 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:
yD5T'np<4 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!
:^! wQ""
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。
rVFAwbR 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。
j{S\X'?
swe6AQ- CHG
980[]&( NOP
2"JIlS;J}7 END
b8Y1 .y"# MSW
3v5]L3 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”。
!dSY?1>U< 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。
vpTS>!i 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。
]D%D:>9|/ 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
V#C[I~l 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。
19&!#z 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。
e#SNN-hKsJ 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。