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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 :qKF58W  
    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。) 0"EoC  
    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。 :{LAVMG&^  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) 4YszVT-MU~  
    AR%hf  
        TIME ^Q0&.hL@  
        CORE 12 OAv>g pw  
        OFF 1 99 _!n}P5  
        DSEARCH 5 QUIET #s"851e  
        SYSTEM *AZ?~ i^o  
        ID EYEPIECE EXAMPLE *q0`})IQ  
        OBD 1.0E9 45 1.27 RMoJz6 ^>  
        UNI MM }e<'BIM E  
        WAVL CDF ddsUz1%l  
        WAP 1 dY}pN"  
        END GCT@o!  
         `Da+75 f6v  
        GOALS lT]=&m>  
        ELEMENTS 9 pb#mg^8  
        TOTL 200 .01 Nl@k*^  
        BACK 0 0 AoBoFZLl3  
        FNUM 7.0 10 Sw)i1S9  
        ASTART 5 9)+@0fG)  
        THSTART 5 4qhWm"&CM  
        RSTART 100 jM~Bu.7 i6  
        RT 0.25 AUfS-  
        NPASS 80 k#O,j pbB  
        ANNEAL 100 10 Q 100 fb .J$fX  
        SNAP 10 e,HMwD  
        TOPD 7^$)VBQ/  
        STOP FIRST         bd!U)b(}OV  
        STOP FREE .WvlaPK  
        QUICK 50 100  1,,|MW  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     P;vxT}1  
        FWT 3 1 1 1 1 1 V8hO8  
        END Vtb1[cnna  
         y4@gGC=  
        SPECIAL AANT 8eluO ?p  
        ACA 50 1 1 jin db#)bz  
        ADT 10 .1 10 +2RNZEc  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     q"akrI38  
        M -.008 10 A P HH 1         ;+ azeW ^  
        M -.004 10 A P HH .5     5 L/x-i  
        M -.0064 10 A P HH .8 6;o3sf@Tf  
        M 0 1 A P YA 1         hN   
        S GIHT F8<"AI  
        END R(k}y,eh.`  
        GO u%u&F^y  
        TIME Fj1NN  
    jk*tL8?i  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 ^~$\ g]  
        
        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。 AF}gSNX  
        
        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。 ?]#OM_,8  
         {$d<1y^  
        PANT VWx]1\  
        VY 0 YP1 =su]w2,Iy  
        VLIST RD ALL a 7#J2r  
        VLIST TH ALL 1l5J P|x  
        VLIST GLM ALL T%$jWndI  
        END ba3*]01Yb  
        AANT P 7" 4z+w  
        AEC k?*KnfVh!  
        ACC w##^}nHOR  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM >oGiIYq  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 ST1'\Eo  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 ?A?F.n`  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 #Exp51  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 7I9aG.;  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 (YPi&w~S  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 KkcXNjPVS  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 0|c}p([~  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 os4{0Mxu  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 h!gk s-0  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 7b[wu~'( n  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 [1_A8s){u  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 s@8w-]"  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL Kcy@$uF{2  
        ACA 50 1 1 u0 QzLi,  
        ADT 10 .1 10 lk3=4|?zsE  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 PL X>-7@  
        M -.008 10 A P HH 1   %Ip*Kq-  
        M -.004 10 A P HH .5 jQS 6J+F]  
        M -.0064 10 A P HH .8 d\]Yk]r  
        M 0 1 A P YA 1   .ubE2X[][  
        S GIHT T/pqSmVpM  
        END `d\r;cE%lm  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     e}hmS1>H  
        SYNOPSYS   80 c!#:E`  
    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: +s++7<C  
        
        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。     A1 "SLFY  
    准备一个新的MACro 如下: cPDQ1qre!  
    ]QVNn?PA8  
        STO 9 rx0~`cVV:  
        CHG ? *>]")[>  
        NOP 9QQyl\  
        18 TH 2000 gNYqAUG5  
        19 YMT up>c$jJ  
        20 ;G\8jP'   
        END q1?&Ev^  
        STEPS = 100 Lfog {Vzs  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 A A^{B  
        GET 9     \C,p WW  
    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 D^ Jk@<*  
        
        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。 7 aV%=_  
    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。 QnQOm ""  
    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: ntFT>g{B  
        
        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! H@bf'guA|B  
    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。 F$BbYf2i  
    现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。 i|`dWOVb  
    N@ \&1I`c$  
        CHG qz?mh4Oh  
        NOP -m *Sq  
        END AN!s{7V3  
        MSW 7%f&M>/  
    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”。 zk-.u}RBFG  
        
        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。 =X\^J  
        
        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。 %yBB?cp+_  
        
        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 wX  >*H  
        
        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。 BTgG4F/)  
    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。 I[)%,jd  
    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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