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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 jyf[O -  
    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。) fNc3&=]]  
    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。 q7C>A`w  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) ayuj)]b  
    `Xnu("w)  
        TIME )G0a72  
        CORE 12 m6)8L?B   
        OFF 1 99 Cw`v\ 9  
        DSEARCH 5 QUIET :~pPB#)nk  
        SYSTEM <IGQBu#ZH  
        ID EYEPIECE EXAMPLE T"XP`gk  
        OBD 1.0E9 45 1.27 37Z:WJ?  
        UNI MM { D1.  
        WAVL CDF ao<@a{G  
        WAP 1 U&|=dH]-  
        END hp!UW  
         [: X  
        GOALS PWOV~ `^;  
        ELEMENTS 9 |Z<NM#1  
        TOTL 200 .01 AW4N#gt8',  
        BACK 0 0 9Nglt3J[  
        FNUM 7.0 10 -#H>kbs  
        ASTART 5 _mKO4Atw  
        THSTART 5 4,T!zT6&  
        RSTART 100 `itaQGLD  
        RT 0.25 _H|x6X1-  
        NPASS 80 vDz)q  
        ANNEAL 100 10 Q 100 T%Vii*?M  
        SNAP 10 HiEXw}Hkz  
        TOPD &""~Pn8  
        STOP FIRST         G:$wdT(u  
        STOP FREE [>Kkj;*  
        QUICK 50 100 xCD|UC46?X  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     l. ?R7f  
        FWT 3 1 1 1 1 1 eXWiTi@  
        END )Fk%, H-1  
         SY_T\ }  
        SPECIAL AANT aHe/MucK  
        ACA 50 1 1 Uwr inkoeE  
        ADT 10 .1 10  a= ;7  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     FJgr=9>  
        M -.008 10 A P HH 1         >Qz#;HI  
        M -.004 10 A P HH .5      d>}pz  
        M -.0064 10 A P HH .8 UHF.R>Ry  
        M 0 1 A P YA 1         i2A>T/?{  
        S GIHT "?hEGJ;m"  
        END &!vJ3:  
        GO s={AdQ  
        TIME /cUcfe#X  
    mdR:XuRD"t  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 =xWZJ:UnU  
        
        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。 y.26:c(  
        
        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。 7OYNH0EH  
         k5]s~* ,0  
        PANT \1hbCv$Hf  
        VY 0 YP1 Tk9u+;=6$  
        VLIST RD ALL mnu4XE#|  
        VLIST TH ALL $R%xeih1fz  
        VLIST GLM ALL a33}CVG-e3  
        END i)g=Lew  
        AANT P I.A7H'j  
        AEC \,i9m9;y  
        ACC nV ko]y  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM tbF>"?FY/  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 qP6]}Aj]  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 '+N!3r{G  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 \%z#|oV#<  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 r5> FU>7'  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 lcHw Kd  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 j1%o+#df  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 A&rk5y;  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 /UTeaM!?"  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 pw" !iG}  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 at]=SA  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 (wU<Kpt?J  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 n]?Yv E  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL G < Z)y#  
        ACA 50 1 1 |} ;&xI  
        ADT 10 .1 10 q%%8oaEI  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 7T9m@  
        M -.008 10 A P HH 1   orYE&  
        M -.004 10 A P HH .5 1r;]==  
        M -.0064 10 A P HH .8 G?CaCleG  
        M 0 1 A P YA 1   qk;*$Q  
        S GIHT 'd4I/  
        END bhDV U(%I6  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     q`_d>l  
        SYNOPSYS   80 L|.q19b*  
    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: A(G%9'T  
        
        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。      \B) a57  
    准备一个新的MACro 如下: 6MQ+![fN  
    GOuBNaU {  
        STO 9 *F0O*n*7W  
        CHG _jg&}HM  
        NOP ".A+'pJ  
        18 TH 2000 L)W1bW}  
        19 YMT 'QW/TJ=7r  
        20 <qjNX-|  
        END JoeU J3N  
        STEPS = 100 BH6)`0&2*N  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 |& OW_*l  
        GET 9     idW=  
    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 BK`NPC$a  
        
        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。 A2>rS   
    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。 HYm |  
    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: ^Z1t'-xZ  
        
        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! U$jw8I'.  
    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。 jej|B#?`  
    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。 qNb|6/DG  
    \ldjWc<S  
        CHG pa4,W!t  
        NOP X,-QxV=lc)  
        END \1|]?ZQ\K  
        MSW !kCMw%[  
    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”。 {p3VHd#  
        
        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。 Axp#8  
        
        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。 Z3jh-{0  
        
        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 lO=+V 6  
        
        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。 ?^y%UIzf  
    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。 }?[^q  
    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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