[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。 p-(ADQS  
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。） d,Dg"Z  
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。 2Z IpzH/8  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） um0}`Xq^  
<1'X)n&Kw$  
    TIME .}hZ7>4-  
    CORE 12 iqv\ag  
    OFF 1 99 ;uA_gn!  
    DSEARCH 5 QUIET }Bod#|`  
    SYSTEM gx>mKSzy  
    ID EYEPIECE EXAMPLE kmwrv -W  
    OBD 1.0E9 45 1.27 kAQ\t?`x  
    UNI MM 3sg)]3jm2  
    WAVL CDF KAZkVL  
    WAP 1 5Ret,~Vs9|  
    END ygy#^  
     yV]-Oa$*s0  
    GOALS ~NW5+M(u  
    ELEMENTS 9 2S10j%EeI  
    TOTL 200 .01 }yC,
uEV  
    BACK 0 0 B43#9CK`o  
    FNUM 7.0 10 &LxzAL,3!  
    ASTART 5 $b 71  
    THSTART 5 XY t8vJ  
    RSTART 100 m+gG &`&u  
    RT 0.25 |s3HeY+Co  
    NPASS 80 v,.n/@s|X  
    ANNEAL 100 10 Q 100 I\4`90uBN  
    SNAP 10 _ L:w;Oy9T  
    TOPD Xi`U`7?D(=  
    STOP FIRST         `_{'?II  
    STOP FREE @XG`D>%k  
    QUICK 50 100 yNMwd.r[  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     +MoxvW6  
    FWT 3 1 1 1 1 1 AU?YZEAei  
    END R^O)fL0_  
    
}Yl8Q>t  
    SPECIAL AANT ZwrYss  
    ACA 50 1 1 [t=+$pf(-  
    ADT 10 .1 10 ORPl^n-  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     |`D5XRVbi  
    M -.008 10 A P HH 1         ToXFMkwY  
    M -.004 10 A P HH .5     @U.}Ei  
    M -.0064 10 A P HH .8 d@`:9 G3  
    M 0 1 A P YA 1         i.dAL)V  
    S GIHT e=Tc(Mwn  
    END (Gk]<`d#N  
    GO _j
<M}  
    TIME -Aym+N9  
J1ro
\"  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 V^5k>`A  
        这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部，名为DSEARCH09.RLE，它在PAD中自动打开。 6o23#JgN  
        该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里，您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 KZ/^gR\d  
     "7g8 d  
    PANT tZBE& :l  
    VY 0 YP1 W
oG  
    VLIST RD ALL o|n0?bThS-  
    VLIST TH ALL 8;BwzRtgT  
    VLIST GLM ALL w]YyU5rhS  
    END pQ`L=#WM  
    AANT P 5+"8q#X$  
    AEC _q4dgi z  
    ACC {[y"]_B4  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM $zA[5}{ZtQ  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 \yizIo.Y`  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 _~&vs<  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 5:3$VWLa <  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 ieoUZCO^r\  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 tJfN6  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 :H:}t>X6Vo  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 >h-6B=  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 X?xm1|\  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 6 FxndR;  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 #Z5Wk  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 _IGa8=~  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 t7%Bv+Uo  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL tD482Sb=  
    ACA 50 1 1 nE.s  
    ADT 10 .1 10 R2f,a*>  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 s"!}=kX  
    M -.008 10 A P HH 1   |}Z"|-Z  
    M -.004 10 A P HH .5 ,(?4T
~  
    M -.0064 10 A P HH .8 FOyfk$  
    M 0 1 A P YA 1   yAkN2  
    S GIHT %Ne>'252y  
    END 2*E<G|-F  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     GB Un" _J  
    SYNOPSYS   80 Bm>(m{sX>  
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： 9e*poG  
        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。     PEhLzZX+  
准备一个新的MACro 如下： Q#bo!]H{t  
D)$k{v#~  
    STO 9 G2k71{jK  
    CHG ttt&sW`  
    NOP E1[%~Cpw*  
    18 TH 2000 ".Z+bi2l  
    19 YMT K`2DhJC  
    20 }i~j"m  
    END y`Y}P1y*  
    STEPS = 100 45JLx?rN_  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 QCnVZ" !(  
    GET 9     I#e*,#'S  
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 gvt4'kp  
        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。 $ $+z^%'_  
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。 @&> +`kgU-  
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： e.h:9`"*  
        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！ nXW1:  
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。 i<![i5uAI  
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。 lK@r?w|<M  
Kwau:_B  
    CHG :fUmMta  
    NOP 6-}9m7#Y  
    END t')I c6.?i  
    MSW B}T72!a  
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”。 co-D,o4x  
        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。  .l'QCW9  
        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。 y5 +&P  
        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 Jrl xa3 [  
        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。 N.rB-  
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。 v:b%G?o  
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。