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。
q0ab]g+ 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。)
$FT6c@&y 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。
4w9=z, 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
X4\T=Q?uLx +<@1)qZ(E TIME
U9PI#TX
&O CORE 12
~eP~c"L OFF 1 99
0 5?`W&:9 DSEARCH 5 QUIET
;,]4A{| SYSTEM
KY<
$+/B! ID EYEPIECE EXAMPLE
&m36h`tM OBD 1.0E9 45 1.27
ktfxb<% UNI MM
QhTn9S:D WAVL CDF
aLLI\3 WAP 1
&x*l{s[ END
1+3-Z>^ e 6||%T$_;} GOALS
%LHt{:9. ELEMENTS 9
kc$W"J@ TOTL 200 .01
x{!+4W;S BACK 0 0
CaED(0 FNUM 7.0 10
Av n-Ug ASTART 5
->{\7|^ THSTART 5
yRQ1Szbjli RSTART 100
^Ar1V!PFk RT 0.25
f$}g'r zl NPASS 80
O+'k4 ANNEAL 100 10 Q 100
;^E\zs SNAP 10
)xg8#M=K TOPD
v#g:]T STOP FIRST
\cX9!lHl STOP FREE
s H'FqV,) QUICK 50 100
&09~ D8f' FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
)iIsnM FWT 3 1 1 1 1 1
oMM@{Jp END
01
+#2~S BUi,+NdIk SPECIAL AANT
NODg_J~T ACA 50 1 1
,=@WE>ip ADT 10 .1 10
}YC=q M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
Ai 8+U) M -.008 10 A P HH 1
DN*M-o9 M -.004 10 A P HH .5
ebL0cK? M -.0064 10 A P HH .8
wD6QN M 0 1 A P YA 1
[zP}G?( S GIHT
k&K'FaM! END
4Rp[>}L GO
b/T k$& TIME
h;(mb2[R [<^ '}-SJ 这是从DSEARCH 返回的图纸。
l%i*.b( 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。
.VmRk9Z 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。
0#Q]>V@rO4 GX.a!XQ@! PANT
p@DVy2,EY VY 0 YP1
:zfMRg VLIST RD ALL
9zBt
a VLIST TH ALL
A2PeI"y VLIST GLM ALL
0iMfyW: END
8ce'G"
b AANT P
$S?xB$ AEC
]d|M@v~c4 ACC
voP#}fD M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
V^;lg[: GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
Y!(w. G GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
fpzEh}:H\ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
^MhMYA GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
.",BLuce GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
Mac :E__G GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
BT -Y9j GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
>N~jlr | GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
"6%qi qt GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
t08[3Q& GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
^6CPC@B1 GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
:Xx7':5 GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
c~\^C_ M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
kMa|V0 ACA 50 1 1
9(a*0H ADT 10 .1 10
ady
SwB M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
{@"
F/G+ M -.008 10 A P HH 1
$S/WAw,/ M -.004 10 A P HH .5
5!6iAS+I M -.0064 10 A P HH .8
dleLX%P M 0 1 A P YA 1
^zG!Z:E S GIHT
sv\=/F@n END
QNcl SNAP 10/DAMP 1.00000
6UPGE",u SYNOPSYS 80
#Oa`P 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:
_Mh..#)`[ 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。
JQ]MkP 准备一个新的MACro 如下:
P^BSl7cT @Js@\)P79 STO 9
<V8=*n"mR CHG
rO,n~|YJ NOP
aMgg[g9>t 18 TH 2000
=NRiro 19 YMT
uy=<n5`oNG 20
ciPq@kMV END
y<yU5 STEPS = 100
:|ytw=3> PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
;Qlb].td GET 9
/'>ck2drjk 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+M=jq _ 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。
'EU|w,GL} 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。
w*4sT+
P 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:
ab_EH}j1\q 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!
s*kSl:T@O 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。
0gKSjTqo 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。
lI[O!VuKc 4?x$O{D5?{ CHG
**n109R NOP
[lj^lN8 END
l_&T)Ei MSW
5PKdMEK|q 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”。
%bTXu1 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。
0t00X/ 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。
jpfFJon)w 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
X5P1wxk' 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。
4?7OP
t6 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。
)-LSn 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。