[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。 K oPTY^  
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。） 6X5`npf  
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。 }tT"vCu  
        以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） +2=N#LM  
-tWkN^j8+  
    TIME zp>q$e40  
    CORE 12  :\1:n  
    OFF 1 99 ~qm<~T_0  
    DSEARCH 5 QUIET !L"3Otd  
    SYSTEM c6cGl]FL  
    ID EYEPIECE EXAMPLE 2~+_T  
    OBD 1.0E9 45 1.27 r#wMd9])  
    UNI MM 0n+Wv@/  
    WAVL CDF +Gi~VW.  
    WAP 1 ygr[5Tl  
    END Q*mzfsgr  
     OwrzD~  
    GOALS Ob2H7!  
    ELEMENTS 9 y\b.0-z  
    TOTL 200 .01 T<06y3sN  
    BACK 0 0 .vG_\-@  
    FNUM 7.0 10 pb_+_(/c  
    ASTART 5 IC>OxYg*  
    THSTART 5 gT*0WgB  
    RSTART 100 ce&)djC7U  
    RT 0.25 E~]8>U?V  
    NPASS 80 4
lH$BIAW  
    ANNEAL 100 10 Q 100 K:fK!/  
    SNAP 10 >I AwNr  
    TOPD $QmP' <  
    STOP FIRST         e!
b?SmNN  
    STOP FREE ?J,hv'L]  
    QUICK 50 100 0f/=C9L  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     nC^?6il  
    FWT 3 1 1 1 1 1 2`/
JT  
    END KHKf+^uu  
     Z3Os9X9p  
    SPECIAL AANT 8SK}#44Xz  
    ACA 50 1 1 O`U&0lKi'  
    ADT 10 .1 10 @47MJzC  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     o0^'xVv  
    M -.008 10 A P HH 1         'x BBQP  
    M -.004 10 A P HH .5     ;|e{J$  
    M -.0064 10 A P HH .8 (Y\aV+9[  
    M 0 1 A P YA 1         IF%^HK@  
    S GIHT 4UmTA_& Io  
    END Ath^UKO"  
    GO 1tU}}l  
    TIME ;AK;%  
J6/M
m7R  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 J:Uf}!
D  
        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。 $w`QQ^\  
        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。 S',i  
     S/v+7oT  
    PANT \](IBI:  
    VY 0 YP1 q}*"0r  
    VLIST RD ALL Fy5xIRyI\F  
    VLIST TH ALL  (-DA%  
    VLIST GLM ALL t=J\zyX!  
    END fg"@qE-;  
    AANT P }2-<}m9}  
    AEC m{Jo'*%8f  
    ACC c)gG  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM K-F@OSK'  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 9B")/Hz_  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 >lQ&^9EI%  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000
LivPk`[  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 saQA:W;  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 tmiRv.Mhn<  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 <T{2a\i 4f  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 ^:W
.R7|  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 Gjq:-kX\  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 #k5WTcE  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 [RG&1~  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 /-JBzU$  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 epp ;~(xr  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL
&hWLG<IE  
    ACA 50 1 1 JCZ"#8M3  
    ADT 10 .1 10 VQF!|*#  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 6z@OGExmd#  
    M -.008 10 A P HH 1   rRyBGEj  
    M -.004 10 A P HH .5 h"/FqO  
    M -.0064 10 A P HH .8 pvM;2  
    M 0 1 A P YA 1   j J
6Yz  
    S GIHT N8|=K_;&  
    END g=.~_&O  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     -=,%9r  
    SYNOPSYS   80 eSf e s  
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： I9P<!#q>  
        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。     2MwRjh_  
准备一个新的MACro 如下： [q]"_4L0;d  
T">-%-t  
    STO 9 {bn
NY  
    CHG rBLkowDP*  
    NOP =ZM#_uW  
    18 TH 2000 ^G%Bj`%  
    19 YMT bUbM}  
    20 z!27#
gbL  
    END nB2AmS  
    STEPS = 100 z5IHcZ  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 LcCb[r  
    GET 9     }ny,Nl  
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 OJ$169@;  
        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。 Icf 4OAx  
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。 J,;[n*s  
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： qp (ng8%c  
        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！ ?PORPv#
 
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。 Zy^mSI4i  
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。 [
z#C&gDt  
fo~8W`H&  
    CHG 49n.Gc  
    NOP % INRds  
    END H6?ZE  
    MSW :Z(?Ct&8  
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”。 d!/@+i  
        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。 mN3}wJ}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。 ']^e,9=Q  
        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 f%9EZ+OP  
        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。 -e7|DXj  
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。 7 y}b (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。