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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 MX{p)(HW  
    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。) `^7ARr/  
    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。 ;\Vi~2!8  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) _~b$6Nf!83  
    27!9LU  
        TIME `CXAE0Fx  
        CORE 12 tag~SG`ov  
        OFF 1 99 :. ja~Q  
        DSEARCH 5 QUIET +W P  
        SYSTEM g0BJj=  
        ID EYEPIECE EXAMPLE SXx2   
        OBD 1.0E9 45 1.27 fhZD#D  
        UNI MM 1"Z61gXrz  
        WAVL CDF f}1R,N_fC  
        WAP 1 V=,VOw4  
        END {|~22UkF[V  
         ^K K6 d  
        GOALS ch%-Cg~%  
        ELEMENTS 9 qs]7S^yw  
        TOTL 200 .01 w Kq-|yf,  
        BACK 0 0 ['SZe0  
        FNUM 7.0 10 s2-p -n  
        ASTART 5 l}$Pv?T,2  
        THSTART 5 i$A0_ZJKjZ  
        RSTART 100 ~#b&UR  
        RT 0.25 0{P Rv./`  
        NPASS 80 ;(0E#hGN  
        ANNEAL 100 10 Q 100 A:3:Cr  
        SNAP 10 '}D$"2I*  
        TOPD uZ-yu|1  
        STOP FIRST         Zw[A1!T,  
        STOP FREE D:gskK+o6M  
        QUICK 50 100 }!-K)j.  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     D#T1~r4  
        FWT 3 1 1 1 1 1 V+mTo^  
        END rN'')n/F  
         _[,oP s:+  
        SPECIAL AANT NiwJ$Ah~X  
        ACA 50 1 1  ?vgHu  
        ADT 10 .1 10 zd+_ BPT  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     qe!\ oh  
        M -.008 10 A P HH 1         ",\,lqV  
        M -.004 10 A P HH .5     G6N$^HkW?  
        M -.0064 10 A P HH .8 Vn`-w  
        M 0 1 A P YA 1         [4qx+ypT  
        S GIHT }?pY~f  
        END S[bFS7[  
        GO _z<y]?q  
        TIME  lqO"  
    3@r_t|j  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 Kzw )Q  
        
        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。 0{/P1  
        
        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。 n_Ht{2I  
         m8q3Pp  
        PANT 8\BCC1K  
        VY 0 YP1 ZX0ZN2 ]  
        VLIST RD ALL / ;U  
        VLIST TH ALL :RsO $@0G  
        VLIST GLM ALL btC 0w^5  
        END rRN7H L+b  
        AANT P K; 7o+Xr  
        AEC Mt@P}4   
        ACC f&w8o5=|I  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM q][{?  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 =|lKB;  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 g.v)qB  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 qHGXs@*M&  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 P&@:''  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 $td=h)S^`  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 }nDKSC/[V!  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 oJ cR)H  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 nDh]: t=  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 %-y%Q.;k ?  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 2 0Xqs,  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 [b: $sR;  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 x~Eg ax  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL }s_'q~R  
        ACA 50 1 1 Z&hzsJK{m$  
        ADT 10 .1 10 lF]cUp#<  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 <MhjvHg  
        M -.008 10 A P HH 1   JJHr<|K  
        M -.004 10 A P HH .5 U!E   
        M -.0064 10 A P HH .8 "T/ vE  
        M 0 1 A P YA 1   %[:\ZwT,-  
        S GIHT r7z8ICX'q  
        END |sN>/89=/  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     (nk)'ur.  
        SYNOPSYS   80 1]HEwTT/1_  
    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: 2\flTO2Ny  
        
        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。     &UhI1mi]h  
    准备一个新的MACro 如下: 3:Aw.-,i\  
    HH>"J /;c,  
        STO 9 ~Qzb<^9]  
        CHG Y<U"}}  
        NOP ?)$+W+vK  
        18 TH 2000 WPBn?vb0<  
        19 YMT {Mc^[}9  
        20 E,I*E{nd9  
        END s? /#8 `  
        STEPS = 100 -@49Zh2'  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 MS~c  $  
        GET 9     8}/v[8p  
    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 ?*i qg[:  
        
        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。 Y$0Y_fm%  
    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。 Tu Q@b  
    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: ]UG+<V ,:  
        
        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! ~7$E\w6  
    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。 $d1+d;Mn  
    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。 -aCtk$3  
    2Y~6~*8*~  
        CHG h_K(8{1  
        NOP 6fvzTd},  
        END J:  
        MSW (VYY-%N`  
    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”。 0MK|spc  
        
        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。 R u^v!l`!7  
        
        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。 h+e Oe}  
        
        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 3.q%?S}*  
        
        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。 YNc] x>  
    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。 pK=$)<I"6  
    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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