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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  J(^ >?d'  
    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。) Y6+k9$h  
    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。 D?%e"*>  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) &`m~o/  
    VSx%8IM+X  
        TIME ')rD?Z9 ^  
        CORE 12 f7S^yA[[  
        OFF 1 99 WVinP(#nfM  
        DSEARCH 5 QUIET E $<;@  
        SYSTEM # .~.UHt  
        ID EYEPIECE EXAMPLE 'H|;%J6d>  
        OBD 1.0E9 45 1.27 A<a2TXcIE3  
        UNI MM F>TYVxQ  
        WAVL CDF ~ >4@;  
        WAP 1  on6<l  
        END >c&4_?d&,A  
         1k*n1t):  
        GOALS 7=L:m7T  
        ELEMENTS 9 dE+CIjW5  
        TOTL 200 .01 $>nkGb%Kp  
        BACK 0 0 fMgcK$  
        FNUM 7.0 10 |zK!+fu  
        ASTART 5 2Zv,K-G  
        THSTART 5 |2WxcW]U.%  
        RSTART 100 XCKY xv&  
        RT 0.25 TJeou# =/  
        NPASS 80 C]aOgt/U  
        ANNEAL 100 10 Q 100 2O}s*C$Xav  
        SNAP 10 ;a#}fX  
        TOPD 50}.Xm@,BO  
        STOP FIRST         @1/Q  
        STOP FREE fRZUY <t  
        QUICK 50 100 wghFGHgw  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     dqIZ#;:g  
        FWT 3 1 1 1 1 1 buMiJzU  
        END d=Rk\F'^J  
         ,%"\\#3S  
        SPECIAL AANT @5<]W+jk4  
        ACA 50 1 1 G2U5[\  
        ADT 10 .1 10 FZe N,  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     5`OK-  
        M -.008 10 A P HH 1         ?NL&x  
        M -.004 10 A P HH .5     R#[QoyJ  
        M -.0064 10 A P HH .8 9RCB$Ka6X  
        M 0 1 A P YA 1         Vz=j )[  
        S GIHT PVQ#>_~5  
        END [[.&,6  
        GO P?W T)C2)u  
        TIME ;f\R$u-  
    b3CspBgC  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 Jq$6$A,f  
        
        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。 V29S*  
        
        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。 *`QdkVER  
         goBKr: &]w  
        PANT Le#E! sU  
        VY 0 YP1 TQb FI;\  
        VLIST RD ALL R4Gg|Bh  
        VLIST TH ALL #qiGOpTF.  
        VLIST GLM ALL "0!eb3n  
        END {W:)oh>  
        AANT P J _[e9  
        AEC nIN%<3U2  
        ACC kp<}  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM AT'_0> x8  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 \ 3js}  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 8n."5,P  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 ,nu7r1}  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 71n uTE%!  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 1X!f!0=g+  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 T$N08aju#  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 wEHrer  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 /PB3^d>Q2  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 2'UFHiK  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 l)!woOt  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 AN:RY/ %Wo  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 V[M$o  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL /NN[gz  
        ACA 50 1 1 WNlSve)]ie  
        ADT 10 .1 10 ~|B!. +  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 |uBot#K|  
        M -.008 10 A P HH 1   y\f8Ird  
        M -.004 10 A P HH .5 _%p9 B#X<>  
        M -.0064 10 A P HH .8 x8rFMR#S=  
        M 0 1 A P YA 1   '14l )1g.  
        S GIHT !=Kay^J~.  
        END )}9}"jrDlx  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     g]#zWTw(   
        SYNOPSYS   80 !)*T  
    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: }${ZI  
        
        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。     PG~m-W+  
    准备一个新的MACro 如下: "ZPbK$+=yU  
     E_I6  
        STO 9 "YvBb:Z>  
        CHG ve]95w9J  
        NOP XxU}|jTO#  
        18 TH 2000 ?(L? X&)v  
        19 YMT `3s-%>  
        20 !I+u/f?TO7  
        END d_|v=^;  
        STEPS = 100 /<Nt$n  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 Uz8C!L ">C  
        GET 9     op{(mn  
    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 z+B  
        
        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。 (#Kvm  
    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。 /OtQk -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: 'eXw`kw(  
        
        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! x};g!FYfkB  
    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。 g wiC ,  
    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。 ;+Kewi;<  
    J_Xf:Mz-  
        CHG Z#V\[  
        NOP n>+W]I&E  
        END t/BiZo|zl  
        MSW ?S7:KnU>K  
    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”。 iiFKt(  
        
        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。 bg. KkJMrR  
        
        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。 8LKZ3Y|  
        
        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 At|tk  
        
        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。 ?uBC{KQ}Y  
    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。 xeh|u"5  
    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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