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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 |kD69 }sG  
    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。) H[}lzL)  
    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。 %V#MUi1  
        
        以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) 0/1=2E ^,  
    u6%\ZK._ \  
        TIME A 8-a}0Gh  
        CORE 12 /qMiv7m~Q  
        OFF 1 99 PjXiYc&  
        DSEARCH 5 QUIET 0|C !n+OK  
        SYSTEM  Frz  
        ID EYEPIECE EXAMPLE %Y"pVBc  
        OBD 1.0E9 45 1.27 lr?SL\D  
        UNI MM FHEP/T\5  
        WAVL CDF (F9e.QyWb  
        WAP 1 ,*YmXR-"  
        END vif)g6,  
         u~>G8y)k9O  
        GOALS L=fy!R  
        ELEMENTS 9 s0:M'wA  
        TOTL 200 .01 dp&G([  
        BACK 0 0 Bs|Xq'1M!;  
        FNUM 7.0 10 PKC0Dt;F.  
        ASTART 5 <P/odpmc  
        THSTART 5 $F[+H Wf  
        RSTART 100 x+ER 3wDD@  
        RT 0.25 )y i~p  
        NPASS 80 kR:kn:  
        ANNEAL 100 10 Q 100 8@LUL)"  
        SNAP 10 `)4v Q+A>  
        TOPD +H *6:  
        STOP FIRST         fE_%,DJE(  
        STOP FREE 5#s],h  
        QUICK 50 100 sI h5cT  
        FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     wwQ2\2w>Hm  
        FWT 3 1 1 1 1 1 /y|ZAN  
        END FP}I+Ys  
         Ryh 0r  
        SPECIAL AANT :U=3*f.{  
        ACA 50 1 1 qL`yaU  
        ADT 10 .1 10 w w[|| =  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     fM|s,'Q1x  
        M -.008 10 A P HH 1         A?$-Uqb"  
        M -.004 10 A P HH .5     Hc[@c)DH  
        M -.0064 10 A P HH .8 *SIYZE'  
        M 0 1 A P YA 1         z>iXNwz"?  
        S GIHT e+F $fQt>  
        END i*$~uuY  
        GO h::(b,|f7  
        TIME JbJ!,86  
    IR$d?\O3  
    这是从DSEARCH 返回的图纸。 RAk"C!&^m  
        
        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。 $Dx*[.M3>  
        
        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。 qY'+@^<U;  
         LI25VDZ|iP  
        PANT =S\^j"  
        VY 0 YP1 Ea][:3  
        VLIST RD ALL GDe,n  
        VLIST TH ALL x?lRObHK  
        VLIST GLM ALL jDTG15_=  
        END IVZUB*wv)b  
        AANT P %3"3V1  
        AEC K*2s-,b *  
        ACC 8_G6X\q};  
        M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM Mis B&Ok`k  
        GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 3e47UquZ  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 9I2&Vx=DSt  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 rXT?w]4  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 %&VI-7+K  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 ?e4H{Y/M  
        GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 ::'Y07  
        GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 @ S[As~9X  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 7l/lY-zO  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 <#57q%  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 r&B0 -7r  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 b_6cK#  
        GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 &A.0(s  
        M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL bZ:+q1 D  
        ACA 50 1 1 P0(LdZH6u  
        ADT 10 .1 10 Y?7GFkIP$  
        M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 J Eo;Fx]  
        M -.008 10 A P HH 1   #NGtba  
        M -.004 10 A P HH .5 @t1pB]O:  
        M -.0064 10 A P HH .8 1KGf @u%-1  
        M 0 1 A P YA 1   tKcC{  
        S GIHT MBw;+'93qf  
        END C'y2!Q /"  
        SNAP  10/DAMP    1.00000     !sEhjJV^7  
        SYNOPSYS   80 >i  >|]  
    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: hcRe,}wJ  
        
        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。     _?cum ~A@  
    准备一个新的MACro 如下: ,Eh]Zv1 AE  
    +WR?<*_  
        STO 9 qm_m8   
        CHG @mxaZ5Vv}  
        NOP Vp~ cN  
        18 TH 2000 nw+^@|4  
        19 YMT .{ljhE:  
        20 pjTJZhT2I  
        END (3D&GY!/  
        STEPS = 100 \,X)!%6kZ  
        PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 60$;Q,]o  
        GET 9     (`E`xb@E,=  
    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 =Hn--DEMg  
        
        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。 Z|N$qm}  
    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。 ]Q0bL  
    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: Qc?W;Q+  
        
        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! 4ytdcb   
    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。 `{h)-Y``  
    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,E`+a;  
    9kF0H a}J  
        CHG X=abaKl  
        NOP vk X+{n  
        END &g5PPQ18  
        MSW 4@Db $PHs  
    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”。 Jq(;BJ90R  
        
        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。 o3|4PAA/  
        
        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。 $57Q g1v  
        
        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 Me? I8:/  
        
        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。 _6,\;"it?8  
    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。 #-f9>S9_  
    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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