[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四：90度目镜 [复制链接]

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。 1`AE]  
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。） X5yhS  
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。 1&As:kv5I  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） j w462h  
;7A,'y4f  
    TIME P3|<K-dFAK  
    CORE 12 x}[` -  
    OFF 1 99 +~v(*s C  
    DSEARCH 5 QUIET aRwBxf  
    SYSTEM c8s/`esA  
    ID EYEPIECE EXAMPLE mNYz7N  
    OBD 1.0E9 45 1.27 x M[#Ah)  
    UNI MM sP 
|i'  
    WAVL CDF R{B~Now3  
    WAP 1 gA|j\T{c  
    END OgnpzN  
     ]r
m=F]W/n  
    GOALS 0Q9OQqg m  
    ELEMENTS 9 ~>R)H#mP7  
    TOTL 200 .01 5~F0'tb|}  
    BACK 0 0 OY#_0p)i  
    FNUM 7.0 10 m>!#}EJ|  
    ASTART 5 Q!{Dw:7  
    THSTART 5 t*#&y:RG  
    RSTART 100 h:NXO'  
    RT 0.25 u5_fM*Ka  
    NPASS 80 5S?yj  
    ANNEAL 100 10 Q 100 3Cl9,Z"&6$  
    SNAP 10 5=986ci$U  
    TOPD [ub\DLl  
    STOP FIRST         qh 3f  
    STOP FREE !/zj7z !  
    QUICK 50 100 :<gk~3\  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     c53`E U  
    FWT 3 1 1 1 1 1 hdL2`5RFF  
    END t_dg$
KB  
     ( -@>  
    SPECIAL AANT M[{:o/]<  
    ACA 50 1 1 J5T#}!f  
    ADT 10 .1 10 aB)DX  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     A{%;Hd`0/  
    M -.008 10 A P HH 1         >>Di  
    M -.004 10 A P HH .5     Fm':sd)'X  
    M -.0064 10 A P HH .8 SI9hS4<j  
    M 0 1 A P YA 1         L />GYx  
    S GIHT #VE$C3<  
    END gEsR-A!m  
    GO A~V\r<N j  
    TIME vBx^zDe  
7p$*/5fk  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 y~jIAp  
        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。 a)Ek~{9  
        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。 E=NY{|>  
     }0RFo96)v  
    PANT &:*+p-!2<  
    VY 0 YP1 T7~v40jn|  
    VLIST RD ALL QO/7p]$_  
    VLIST TH ALL xk8p,>/  
    VLIST GLM ALL \k_3IP?o=  
    END *Mc\7D  
    AANT P z:5ROlk0  
    AEC u_8 22Z  
    ACC
oZ[ w  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM SGd.z6"H  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 A#: c  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 *XOKH+_u  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 -RQQ|:O$  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 #UD  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 ?/MXcI(  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 )du{ZWr  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 66^t[[  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 s.)w A`&&  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 nk 9 K\I  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 )\Q|}JV  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 b.*4RL  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 E}/|Lja  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL [frD L)  
    ACA 50 1 1
9z/_`Xd_  
    ADT 10 .1 10 5q`)jd!*)  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
{Y%=/ba W  
    M -.008 10 A P HH 1   Bqlc+d:  
    M -.004 10 A P HH .5 2{I
z  
    M -.0064 10 A P HH .8 /,Id_TTCO  
    M 0 1 A P YA 1   %
esZ}U  
    S GIHT G%R`)Z]8&  
    END Jjh!/pWZ4  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     vXQmEIm  
    SYNOPSYS   80 u>6/_^iq  
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： 1>x@1Mo+K  
        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。     g 'a?  
准备一个新的MACro 如下： +/86
w59  
hg'!
  
    STO 9 6XK`=ss?  
    CHG HCkqh4  
    NOP L)Ar{*xC  
    18 TH 2000 v^_]W3K  
    19 YMT VhIIW"1  
    20 kdPm # $-  
    END W<]Oo]  
    STEPS = 100 SJ7=<y}[d  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 |0R%!v(,  
    GET 9     hcc-J)=m  
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 |P0L,R  
        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。 OVS
q8?L  
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。 Mv`LF  
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： Mqf}Aiqk;  
        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！ 9OT4jAm  
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。 p<fgUVR  
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。 &
|"I0|tJ  

u4M2Ec  
    CHG -JhjTA  
    NOP Is6 _  
    END C|;Mhe'r=  
    MSW IBNQmVRrI  
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”。 @mRrA#E#{  
        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。 =,8Eo"~\  
        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。 gIM'bA<~  
        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 @&xaaqQ-  
        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。 Nz3%}6F:  
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。 o``>sBZOq  
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。