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。
S_ nTp) 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。)
(ter+rTv 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。
*eUL1m8Y 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
Q>TaaGc #n2GW^x TIME
fQOaTsyA CORE 12
o }Tv^>L OFF 1 99
.?AtW:<*I DSEARCH 5 QUIET
=xG9a_^v SYSTEM
`+"QhQ4w ID EYEPIECE EXAMPLE
IEC:zmkn OBD 1.0E9 45 1.27
(c(?s`; UNI MM
ip1jY!
WAVL CDF
<6v7_ WAP 1
9FWn END
<408lm 7yQ r GOALS
YI%S)$ ELEMENTS 9
fK4laDBTO TOTL 200 .01
I]I5!\\ &[ BACK 0 0
m1daOeZ]P FNUM 7.0 10
TuaT-Z~U{ ASTART 5
Bu6t3 THSTART 5
?$
YE RSTART 100
*}[@* RT 0.25
!u7WCw.D m NPASS 80
/f0_mi,bD ANNEAL 100 10 Q 100
*qz]vUb/0 SNAP 10
ry7(V:ic TOPD
<<UlFE9" STOP FIRST
?I7H ): STOP FREE
v'_tna6`O QUICK 50 100
i"_f46rP FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
ZO}V}3 FWT 3 1 1 1 1 1
K32eZv`T7 END
72v 9S T Y~Jq ! SPECIAL AANT
?d_<S0j-) ACA 50 1 1
`P# h?tZ ADT 10 .1 10
>fb*X'Zi% M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
2<.}]yi M -.008 10 A P HH 1
4<LRa=XT$ M -.004 10 A P HH .5
8,['q~z M -.0064 10 A P HH .8
BA-n+WCWJ
M 0 1 A P YA 1
g|n Pr)< S GIHT
B\<zU END
rH-_L& GO
`
$zi?A:j TIME
]?<uf40Mm g$]9xn#_[ 这是从DSEARCH 返回的图纸。
=x[`W9.D 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。
;dPLi4=o 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。
7J 0!vq [9>1e PANT
xNm<` Y? VY 0 YP1
B*?v`6 VLIST RD ALL
3J:!8Gmk VLIST TH ALL
kM9E)uT>(< VLIST GLM ALL
c\RDa|B, END
;xry AANT P
koAc-o
AEC
sS+9ly{9J ACC
gbSZ-
ej M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
x$A5Ved GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
^M,Q<HL GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
{v2Q7ZO- GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
=;T971L` GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
4!E6|N%f GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
`qr[0wM GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
YE0s5bB6 GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
?(R6}ab>K7 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
wddF5EcK0 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
';$2j~ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
%tpt+N? GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
FTk!Mn88 GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
}l_) d M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
5[;p<GqGN ACA 50 1 1
Nf3Kz#!B ADT 10 .1 10
.@xwl}o$OL M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
ybB/sShGM M -.008 10 A P HH 1
Uu3[Cf=C M -.004 10 A P HH .5
#n0P'@d,r M -.0064 10 A P HH .8
@BBqH&<` M 0 1 A P YA 1
Eb#0-I S GIHT
h05
~ g END
am@\$Sa4 SNAP 10/DAMP 1.00000
sV{[~U,| SYNOPSYS 80
;pC-0m0Y 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:
]@Zj-n8 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。
Jzfzy0$ 准备一个新的MACro 如下:
LQR9S/?Ld kgYa0 e5 STO 9
S .1~# CHG
44b'40 NOP
C}W/9_I6Uo 18 TH 2000
18|H 19 YMT
)Ax1?Nx$ 20
xe%+Yb] END
.dl1sv
U STEPS = 100
fr:RiOPn PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
9 ?h)U|J?G GET 9
?p6+?\H 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
]D(%Ku,O% 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。
w^P4_Yr[T 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。
8th G- 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:
$ V}s3 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!
8m-ryr) 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。
!U*i13 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。
VNA VdP nh,N(t9 CHG
:)%Vahu NOP
']4sx_)S END
gK`6NUj MSW
r;}kw(ukC 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”。
~Kt.%K5lgt 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。
1*(^<x+n 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。
J[]YG+r 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
Ql#:Rx>b 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。
?hsOhUs(5 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。
epz2d~; 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。