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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 3b!,D  
    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。) :#u}.G  
    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。 6~8F!b2  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) CzVmNy)kl  
    U O<:.6"  
        TIME !aNh!  
        CORE 12 <7 )Fh*W@  
        OFF 1 99 j~`\XX{>  
        DSEARCH 5 QUIET \+nGOvM  
        SYSTEM `rb>K  
        ID EYEPIECE EXAMPLE B4g8 ~f  
        OBD 1.0E9 45 1.27 2.lgT|p  
        UNI MM L{8;Ud_2r  
        WAVL CDF N|:'XwL  
        WAP 1 g|%L"-%gJ  
        END S%mfs!E>  
         6bO~/mpWT~  
        GOALS < <Y}~N  
        ELEMENTS 9 |/`%3'4H  
        TOTL 200 .01 q%/uQT?  
        BACK 0 0 3x@<Z68S  
        FNUM 7.0 10 xJwG=$o  
        ASTART 5 _. V?A*  
        THSTART 5 <a^Oj LLU  
        RSTART 100 `>lzlEhKV  
        RT 0.25 GK*v{`  
        NPASS 80 4QHS{tj  
        ANNEAL 100 10 Q 100 1Sz A3c  
        SNAP 10 &^".2)zU  
        TOPD "3CJUr:Q  
        STOP FIRST         3ec`Wa  
        STOP FREE aA'TD:&p1  
        QUICK 50 100 ^K(^I*q  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     P9Q~r<7n  
        FWT 3 1 1 1 1 1 ]0V}D,V($  
        END BUZ _)  
         -~{c u47_  
        SPECIAL AANT R`8@@ }  
        ACA 50 1 1 &53]sFZ  
        ADT 10 .1 10 A^\.Z4=d"  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     r,1e 'd:  
        M -.008 10 A P HH 1         ~&dyRt W4  
        M -.004 10 A P HH .5     n/d`qS  
        M -.0064 10 A P HH .8 M~e0lg8  
        M 0 1 A P YA 1         D/ybFk  
        S GIHT ]}="m2S3  
        END $ ,Ck70_  
        GO z;tI D~Y  
        TIME '@|_OmcY  
    enS}A*Io  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 C$h<Wt=<  
        
        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。 3rW|kkn  
        
        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。 8`>h}Q$  
         kl!wVLE  
        PANT $,=6[T!z+e  
        VY 0 YP1 OVzt\V*+%W  
        VLIST RD ALL -&x2&WE'  
        VLIST TH ALL ?liK\C2Z<  
        VLIST GLM ALL Y`7~Am/r;&  
        END ( 9!k#  
        AANT P K;?,FlH  
        AEC _ nA p6i  
        ACC o./.Q9e7  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM Q)m4_+,d  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 Va,<3z%O<  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 `e9$,h|4  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 >z;[2 n'  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 1_fZm+oW!  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000  ~\,w {  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 \P} p5k[  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 iLP7!j  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 ^4r73ak/):  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 :q8b;*:  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 V@>r*7\F  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 '1,,)U#6E  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 2LrJ>Mi  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL R>DaOH2K*  
        ACA 50 1 1 p raaY}}  
        ADT 10 .1 10 A+y  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 gu#-O?B  
        M -.008 10 A P HH 1   I1[g&9,  
        M -.004 10 A P HH .5 aQI^^$9g  
        M -.0064 10 A P HH .8 (P&4d~) m  
        M 0 1 A P YA 1   vN 2u34  
        S GIHT +/#Ei'do  
        END M?=;JJ:  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     : ^ 8  
        SYNOPSYS   80 |F9z,cc"  
    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: 8G5Da|\  
        
        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。     Yvn\x ph3  
    准备一个新的MACro 如下: TCT57P#b  
    nW;g28  
        STO 9 ix#epuN  
        CHG : tWU .f#  
        NOP piU /&  
        18 TH 2000 )DYI .  
        19 YMT 7' S@3   
        20 (`? y2n)~W  
        END jy]JiQ B  
        STEPS = 100 BTM), w2  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 6U^\{<h_c  
        GET 9     wvrrMGU)a  
    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 $lhC{&tBV  
        
        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。 ?<6CFH]  
    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。 8foJI^3  
    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: w '3#&k+  
        
        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! &Q}*+Y]G  
    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。 bFA!=uvA  
    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。 F@R1:M9*  
    tK k#LWB  
        CHG v\`9;QV5  
        NOP `b c;]@"  
        END W+*5"h  
        MSW N?X^O#[  
    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”。 1xv8gC:6  
        
        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。 m^x6>9,  
        
        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。 JoSJH35=:  
        
        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 nYbhy} y  
        
        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。 >AJSqgHQ,  
    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。 :{(w3<i  
    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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