[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。 }r:"X<`  
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。） O[ma% E*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。 I-]G{  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） hX.cdt_?  
uY]';OtG  
    TIME \p4*Q}t  
    CORE 12 *k{Llq  
    OFF 1 99 OrkcY39"~a  
    DSEARCH 5 QUIET WLUgiW(0$  
    SYSTEM SZWNN#w60?  
    ID EYEPIECE EXAMPLE Tn7Mt7h  
    OBD 1.0E9 45 1.27 o?baiOkH  
    UNI MM 7{#p'.nc5  
    WAVL CDF w <r*&  
    WAP 1 y\FQt];z)  
    END Z",0 $Gxu  
     REh"/d  
    GOALS *
~PB  
    ELEMENTS 9 /TMVPnvz.  
    TOTL 200 .01 $u<;X^  
    BACK 0 0 $H<_P'h-B  
    FNUM 7.0 10 V IzIl\<aM  
    ASTART 5 #Pd9i5~N  
    THSTART 5 ~VsN\!G  
    RSTART 100 dn h qg3Y  
    RT 0.25 )z7CT|h7S  
    NPASS 80 @K"$M>n$Z  
    ANNEAL 100 10 Q 100 LphCx6f,X  
    SNAP 10 4e#g{,  
    TOPD #66i!}  
    STOP FIRST         iZ]^JPU}  
    STOP FREE }0&Fu?sP  
    QUICK 50 100 ndQw>  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     3ML^ dZ'  
    FWT 3 1 1 1 1 1 q>
%B @'  
    END nKE^km  
     f#c}
}>V8  
    SPECIAL AANT gYt=_+-  
    ACA 50 1 1 `C4(C4u  
    ADT 10 .1 10 |21VOPBS  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     +P))*0(c_  
    M -.008 10 A P HH 1         @0@WklAJA  
    M -.004 10 A P HH .5     Eq_@xT0>  
    M -.0064 10 A P HH .8 -']Idn6  
    M 0 1 A P YA 1         OsOfo({I_  
    S GIHT W2<'b05  
    END o"qxR'V  
    GO 13@emb  
    TIME =o~mZ/ 7=M  
TTO8tT3[6}  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 +184|nJ<2  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 KEy8EB  
        该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里，您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 K7s[Fa6J  
     o5]-Kuw`  
    PANT SEnr"
}  
    VY 0 YP1 E|-oUzt  
    VLIST RD ALL +/_XSo  
    VLIST TH ALL kP5I+B  
    VLIST GLM ALL [m! P(o  
    END wKJ|;o4;L  
    AANT P eSZ':p  
    AEC XnYX@p  
    ACC (e;/Smol  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM oHfr glGX  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 `j3 OFC{7E  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 {*;K>%r\o  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 +L=Xc^  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 ;Mmu}  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 gDJ} <^  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 %V
1jM  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 Jr'a_(~  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 `#ff`j|a  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 bR}fj
.gP  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 07=I&Pum  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 D\;5{,:d  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 { Mf-?_%  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL ,n%b~.$:v5  
    ACA 50 1 1 J>M9t%f@  
    ADT 10 .1 10 [zl4"|_`  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 'PrBa[%  
    M -.008 10 A P HH 1   hKg +A  
    M -.004 10 A P HH .5 cD9U^SOS  
    M -.0064 10 A P HH .8 e2fv%  
    M 0 1 A P YA 1   "([gN:   
    S GIHT AcJrJS)~  
    END Sz|kXk6&9  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     rosD)]I7  
    SYNOPSYS   80 %*K zP{  
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： =i}lh}(  
        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。     Z0M,YSnz  
准备一个新的MACro 如下： P B-x_D  
CL`+\
.  
    STO 9 v2r|)c,h
 
    CHG 48S NI  
    NOP o[RwK  
    18 TH 2000 s;l"'6:_  
    19 YMT M*cF'go  
    20 cDYOJu.  
    END uF[*@N  
    STEPS = 100 0nBDF79  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 :,yC\,H^  
    GET 9     ;K7kBp\d  
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 =[:E  
        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。 kVCWyZh4  
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。 S~H>MtX(<  
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： y8C8~-&OK  
        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！ o\><e1P  
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。 MSBrI3MqQ  
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。 @d^DU5ats>  
vgDpo@fz8  
    CHG O8>&J-+2  
    NOP Jqgm>\y  
    END G=Lg5`3;,  
    MSW _E8Cvaob  
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”。 m6^#pqSL  
        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。 @
(*A<2;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。 F?jD5M08t/  
        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 jAcKSx$}y"  
        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。 *"Iz)Xzc`  
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。 T~L V\}h  
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。