[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。 8wO4;  
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。） QiA}0q3]0  
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。 Q
m7];,  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） P3!@}!r8  
L[:AUe  
    TIME :G98uX t  
    CORE 12 L9^M?.a  
    OFF 1 99 #c'B2Jn  
    DSEARCH 5 QUIET [< g9jX5  
    SYSTEM '+l"zK]L-  
    ID EYEPIECE EXAMPLE DO{otn9<  
    OBD 1.0E9 45 1.27 0datzEns`  
    UNI MM #?\(l%  
    WAVL CDF ml|FdQ  
    WAP 1 t@R n#(~"  
    END Q3hSWXq'  
     OpazWcMoo  
    GOALS kWa5=BW2f  
    ELEMENTS 9 f tl$P[T  
    TOTL 200 .01 pdFO!A_t  
    BACK 0 0 z3 ^_C`(F  
    FNUM 7.0 10 <7)sS<I  
    ASTART 5 i/C% 1<  
    THSTART 5 K0oF=|  
    RSTART 100 9%SC#V'  
    RT 0.25 AB3OG*C9  
    NPASS 80 X}]A_G  
    ANNEAL 100 10 Q 100 PP\ bDEPy  
    SNAP 10 a6xo U;T  
    TOPD p<\!{5:  
    STOP FIRST         ~s-gnp  
    STOP FREE dPpJDY0  
    QUICK 50 100 N3lz-vP-  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     Yj bp:  
    FWT 3 1 1 1 1 1 Hn(Eut7%  
    END fD(r/~Vu  
     ex`T9j.=B  
    SPECIAL AANT iF +@aA  
    ACA 50 1 1 (f_YgQEL  
    ADT 10 .1 10 o_b3G  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     U8NX%*oW  
    M -.008 10 A P HH 1         Y+),c14#  
    M -.004 10 A P HH .5     $aU.M3  
    M -.0064 10 A P HH .8 DOGGQ$0  
    M 0 1 A P YA 1         \6MM7x(U3  
    S GIHT tw.GBR  
    END a6;[Z  
    GO JF~9efWe>  
    TIME LjGZp"&{  
e T;@pc  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 uh.;Jj;  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 2z#S
|$  
        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。 _x""-X~OL  
     l(87s^_  
    PANT XC;Icr)  
    VY 0 YP1 }.'rhR+  
    VLIST RD ALL )=iv3nF?6N  
    VLIST TH ALL ?ZGsh7<k  
    VLIST GLM ALL {PxFG<^U  
    END QD3tM5(Yr  
    AANT P +C~d;p  
    AEC f@hM^%  
    ACC \X\f~CB  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM FP=27=  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 ;ltk}hJ]
 
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 Djc-f  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 6@8t>"}  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 Nb9GrYIS  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 1,) yEeHjU  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 T^`; wD  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 *{+{h;p  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 M!i|,S  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 -3)jUzD  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ! #! MTk  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 "OwVCym?  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 <>{m+=gA  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL q!'p   
    ACA 50 1 1 ihwJBN>(  
    ADT 10 .1 10 [(3s5)O  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 g6lWc@]F  
    M -.008 10 A P HH 1   sfr+W-7kx  
    M -.004 10 A P HH .5 8Vj'&UY  
    M -.0064 10 A P HH .8 'n-y*f  
    M 0 1 A P YA 1   3BCD0 %8  
    S GIHT 4LB8p7$|a3  
    END 7pY :.iVO  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     w
xc#
)W  
    SYNOPSYS   80 h ':ZF  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果： Mhti  
        我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上，我们在全视场看到一个波长的误差。     YcDKRyrt  
准备一个新的MACro 如下： R^/SBrWve  
:yD>Tn;1  
    STO 9 0&]
1
s  
    CHG Ws`ndR  
    NOP kO3\v)B;  
    18 TH 2000 r*l3Hrho~K  
    19 YMT ^O+(eA7E  
    20 P* `*^r3  
    END ?hkOL$v<9}  
    STEPS = 100 v '+]T=  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 *QiQ,~Ep  
    GET 9     m?<E >-bI  
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 =8?Kn@nMN  
        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。 9|}Pf_5]%[  
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。 \_8wU'7  
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： m:?"|.]  
        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！ .nrllVG%`  
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。 %k1Pyv;]  
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。 rT/r"vr  
4_=2|2Wz[  
    CHG s<FBr,  
    NOP MHK|\Z&e7  
    END 0Z8"f_GK  
    MSW I8 :e`L  
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”。 qtZ? kJ  
        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。 DpgTm&}-  
        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。 \\FT.e
6  
        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 V3t#kv  
        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。 !&rd#ZBn  
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。 l,4O  
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。