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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 ?N`qLGRm  
    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。) {=qEBbM  
    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。 "&Gw1.p  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) P*7S3Td  
    @Jm.HST#S8  
        TIME yYM_lobn  
        CORE 12 !*5_pGe  
        OFF 1 99 ]  ~'9  
        DSEARCH 5 QUIET 2+o!o  
        SYSTEM drbe#FObX  
        ID EYEPIECE EXAMPLE *|^,DGfQ6  
        OBD 1.0E9 45 1.27 ;*nh=w  
        UNI MM f&f`J/(  
        WAVL CDF JBvk)ogM  
        WAP 1 C/bxfp{?  
        END *^uGvJXF  
         CX]RtV!  
        GOALS ma1 (EJ/  
        ELEMENTS 9 <o ~t$TH  
        TOTL 200 .01 & \JLTw  
        BACK 0 0 xUIvLH=  
        FNUM 7.0 10 [#IBYJ.6  
        ASTART 5 nT#37v  
        THSTART 5 |^ ?`Q.|c$  
        RSTART 100 Bpm,mp4g\#  
        RT 0.25 k&yQ98H$K"  
        NPASS 80 7&h\l6}Yh  
        ANNEAL 100 10 Q 100 z1kBNOr  
        SNAP 10 )y(oHRCp->  
        TOPD ]9#CVv[rq  
        STOP FIRST         U&`6&$]  
        STOP FREE Ywmyr[Uh'  
        QUICK 50 100 YXgWH'i~  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     J9NsHr:A[  
        FWT 3 1 1 1 1 1 J`4Z<b53  
        END DQ%`v =  
         ix:2Z-  
        SPECIAL AANT cT\O v P*_  
        ACA 50 1 1 7qpzk7X?pR  
        ADT 10 .1 10 mlD%d!.  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     GI}4,!^N  
        M -.008 10 A P HH 1         yq1Gqbh l  
        M -.004 10 A P HH .5     1X[ 73  
        M -.0064 10 A P HH .8 ?Y%}(3y  
        M 0 1 A P YA 1         J 0&zb'1  
        S GIHT 3(MoXA*  
        END @8QFP3\1  
        GO d:A\<F  
        TIME Yd[U  
    pi|\0lH6W  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 52da]BW<  
        
        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。 bh{E&1sLh  
        
        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。 x6"/z  
         qi( &8in  
        PANT 2=jd;2~  
        VY 0 YP1 @mvIt  
        VLIST RD ALL T@B"BoKU  
        VLIST TH ALL ,NjX&A@  
        VLIST GLM ALL th5 X?so  
        END dz{#"No0  
        AANT P Dq{:R  
        AEC (}9cD^F0n  
        ACC +G<}JJ'V  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM &/ \O2Aw8  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 Cw6>^  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 -FQC9~rR;g  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 Q1aHIc  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 W,xi> 5k  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 ,.~ W  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 gmXy>{T  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 ue,#, 3{m  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 F~tm`n8Z  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 _`TepX R  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ;7;zhJs1t  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 2b; rr  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 0eQ~#~j&  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL eKL]E!  
        ACA 50 1 1 O]c=Yyl  
        ADT 10 .1 10 `6 |i&w:b  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 d\v$%0  
        M -.008 10 A P HH 1   *>E I2HX  
        M -.004 10 A P HH .5 1_N~1Ik  
        M -.0064 10 A P HH .8 :({-0&&_  
        M 0 1 A P YA 1   Q&oC]u(="&  
        S GIHT Q2JdO 6[96  
        END jjJc1p0  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     $ \? N<W  
        SYNOPSYS   80 j)g_*\tQ  
    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: C!oS=qK?]  
        
        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。     pWWL{@J  
    准备一个新的MACro 如下: }wvwZ`5t  
    2z'+1+B'  
        STO 9 aQ.Iq  
        CHG LEYWH% y  
        NOP &p/S>qKu#  
        18 TH 2000 3r,1^h  
        19 YMT ( rA\_FOJ  
        20 2#>$%[   
        END *ge].E  
        STEPS = 100 UN cYu9[  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 \[Sm2/9v  
        GET 9     FQ ;4'B^k]  
    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 P5'iYahCq_  
        
        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。 #G'S ve?  
    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。 7P3 <o!YA  
    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:  ioE66-n  
        
        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! w$w>N(e  
    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。 -@EBbM&  
    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。 A[sM{i~Z  
    8@Egy%_  
        CHG LydbP17K}  
        NOP 8>C; >v  
        END />dB%*  
        MSW 'hwV   
    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”。 .Q=2WCv0  
        
        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。 3::3r}g  
        
        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。 y3 ({(URU  
        
        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 Uq<a22t@  
        
        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。 37j\D1Y  
    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。 an*]62l  
    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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