[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四：90度目镜 [复制链接]

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。 <^j,jX  
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。） 32[lsU>1  
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。 X}?`G?'  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） c}9.Or`?  
98u$5=Z'/  
    TIME l4c9.'6  
    CORE 12 CBC0X}_`  
    OFF 1 99 &Q
7
vY  
    DSEARCH 5 QUIET Y{P0?`  
    SYSTEM C[h"w'A2  
    ID EYEPIECE EXAMPLE gC-3ghmgS  
    OBD 1.0E9 45 1.27 zcCX;N  
    UNI MM \(9hg.E  
    WAVL CDF B4k~~;|  
    WAP 1 `usX(snY  
    END s{v!jZ  
     2CX'J8Sy  
    GOALS =n_r\z  
    ELEMENTS 9 >5Vv6_CI0?  
    TOTL 200 .01 BLz
lXhHn  
    BACK 0 0 `]L&2RS  
    FNUM 7.0 10 Y#3<w  
    ASTART 5 |/,XdTSy  
    THSTART 5 'UGkL;  
    RSTART 100 D/1{v  
    RT 0.25 *g =ey?1S  
    NPASS 80 @ToY,@]e  
    ANNEAL 100 10 Q 100 AS[yNCsjC  
    SNAP 10 -LAYj:4  
    TOPD )H&rr(  
    STOP FIRST         ?1\rf$l8  
    STOP FREE if6/
+7  
    QUICK 50 100 @1_M's;  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     V gLnpPOQ  
    FWT 3 1 1 1 1 1 3z$9jN/<u  
    END 09jU 0x  
     E<u6 js,  
    SPECIAL AANT Opc, {,z6  
    ACA 50 1 1 8]U;2H/z  
    ADT 10 .1 10 :q_(=EA  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     9VyY[&  
    M -.008 10 A P HH 1         _tJp@\rOz=  
    M -.004 10 A P HH .5     *c<=IcA  
    M -.0064 10 A P HH .8 9ohaU  
    M 0 1 A P YA 1         3o=R_%r  
    S GIHT -%8*>%  
    END  4[=vt  
    GO Y.9s-g  
    TIME +AGI)uQQ  
N#(p_7M  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 y\M]\^[7  
        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。 )erI3?k  
        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。 49vKb(bz{  
     M`6rI  
    PANT B(+J?0Dj  
    VY 0 YP1 ] B ZSW  
    VLIST RD ALL JDi\?m d.  
    VLIST TH ALL no6q3<re  
    VLIST GLM ALL n#F:(MSOp  
    END T0=8 U; =  
    AANT P ~4e4Gyx c  
    AEC Yyl(<,Yi  
    ACC MM_c{gFF  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM 'Em5AA`>  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 %ZT@&  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 s];jroW@u  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 =Kf]ZKj)  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 K"lZwU\:On  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 b#XY.+ *0  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 TGUlJLT  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 ;onhc*{lv  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 Ct-^-XD  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 PNNY_t +I  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ozF173iI  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 jIpc^iu`,  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 2`2S94'  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL g9N_s,3jC  
    ACA 50 1 1 b/>L}/^PM  
    ADT 10 .1 10 fa~4+jx>S  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 }:6$5/?  
    M -.008 10 A P HH 1   <d&9`e1Hc  
    M -.004 10 A P HH .5 fpESuVKr  
    M -.0064 10 A P HH .8 CF|4, K)  
    M 0 1 A P YA 1   {3s=U"\  
    S GIHT t@hE}R  
    END >M`ryM2=D  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     NT3Ti ?J,  
    SYNOPSYS   80 X:3W9`s)*  
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： >P-{2 a,4  
        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。     ~hx__^]d  
准备一个新的MACro 如下： ak_&\'P  
aJAQ G  
    STO 9 ZA1u  
    CHG Wzm!:U2R*  
    NOP )HaW# ,XB  
    18 TH 2000 `dp]N0nz  
    19 YMT *Fb|iR  
    20 ;:)1:Dy5  
    END B<et&r;  
    STEPS = 100 Y*}xD;c k  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 [\41  
    GET 9     P&3Z,f
0  
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 g`N
J `  
        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。 hXF#KVqx  
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。 qj$6/V|D  
接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变，因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片： p`oSI}ZwB  
        我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能，该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了！ @d/Wa=K  
该镜头处于AFOCAL模式，输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度，以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同，则系统没有畸变。 Qj:`[#3?2  
现在难点是，我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点，我们给镜头设置了10个波长，根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先，我们删除曲率求解，因此半径不会随光谱改变。 ?G|*=-8  
c)5d-3"  
    CHG oZ CvEVUk  
    NOP &O&;v|!9  
    END ZSs)AB_Pe/  
    MSW ()[j<KX{.  
当光谱向导打开时，我们选择天文学资源例如太阳，月亮，行星。然后我们单击视觉，并选择视觉，明视觉。 单击10个波长的选项，然后单击“获取光谱”。 948lL&  
        这是光源和探测器组合的光谱。单击精细设置，将光谱向右移动一点。然后对镜头单击应用于镜头并关闭对话框。 =Su~iOa  
        关闭向导并打开MPF对话框。这将显示衍射点在视场上的扩散。选择外观显示，通过4放大，然后执行。 F4o)6+YM   
        我们可以通过打开对话框MGS，选择绘制条纹 X设置为3，然后点击OK来显示图形系统总结 ;XUiV$  
        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。 T^b62j'b5_  
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。 M2{AaYgD  
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。