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。
jyf[O - 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。)
fNc3&=]] 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。
q7C>A`w 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
ayuj)]b `Xnu("w) TIME
)G0a72 CORE 12
m6)8L?B OFF 1 99
C w`v\
9 DSEARCH 5 QUIET
:~pPB#)nk SYSTEM
<IGQBu#ZH ID EYEPIECE EXAMPLE
T"XP`gk OBD 1.0E9 45 1.27
37Z:WJ?
UNI MM
{
D1. WAVL CDF
ao<@a{G WAP 1
U&|=dH]- END
hp!UW [:
X GOALS
PWOV~`^; ELEMENTS 9
|Z<NM#1 TOTL 200 .01
AW4N#gt8', BACK 0 0
9Nglt3J[ FNUM 7.0 10
-#H>kbs ASTART 5
_mKO4Atw THSTART 5
4,T!zT6& RSTART 100
`itaQGLD RT 0.25
_H|x6X1- NPASS 80
vDz)q ANNEAL 100 10 Q 100
T%Vii*?M SNAP 10
HiEXw}Hkz TOPD
&""~Pn8 STOP FIRST
G:$wdT(u STOP FREE
[>Kkj;* QUICK 50 100
xCD|UC46?X FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
l.?R7f FWT 3 1 1 1 1 1
eXWiTi@ END
)Fk%,H-1 SY_T\
} SPECIAL AANT
aHe/MucK ACA 50 1 1
UwrinkoeE ADT 10 .1 10
a= ;7 M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
FJgr=9> M -.008 10 A P HH 1
>Qz#;HI M -.004 10 A P HH .5
d>}pz M -.0064 10 A P HH .8
UHF.R>Ry M 0 1 A P YA 1
i2A>T/?{ S GIHT
"?hEGJ;m" END
&!vJ3: GO
s={AdQ TIME
/cUcfe#X mdR:XuRD"t 这是从DSEARCH 返回的图纸。
=xWZJ:UnU 这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。
y.26:c( 该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。
7OYNH0EH k5]s~*,0 PANT
\1hbCv$Hf VY 0 YP1
Tk9u+;=6$ VLIST RD ALL
mnu4XE#| VLIST TH ALL
$R%xeih1fz VLIST GLM ALL
a33}CVG-e3 END
i)g=Lew AANT P
I.A7H'j AEC
\,i9 m9;y ACC
nVko]y M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
tbF>"?FY/ GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
qP6]}Aj] GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
'+N!3r{G GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
\%z#|oV#< GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
r5> FU>7' GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
lcHwKd GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
j1%o+#df GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
A&rk5y; GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
/UTeaM!?" GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
pw"
!iG} GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
at]=SA GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
(wU<Kpt?J GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
n]?Yv E M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
G
<
Z)y# ACA 50 1 1
|}
;&xI ADT 10 .1 10
q%%8oaEI M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
7T9m@ M -.008 10 A P HH 1
orYE& M -.004 10 A P HH .5
1r;]== M -.0064 10 A P HH .8
G?CaCleG M 0 1 A P YA 1
qk;*$Q S GIHT
'd 4I/ END
bhDV U(%I6 SNAP 10/DAMP 1.00000
q`_d>l SYNOPSYS 80
L|.q19b* 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:
A(G%9'T 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。
\B) a57 准备一个新的MACro 如下:
6MQ+![fN GOuBNaU{ STO 9
*F0O*n*7W CHG
_jg&}HM NOP
".A+'pJ 18 TH 2000
L)W1bW} 19 YMT
'QW/TJ=7r 20
<qjNX-| END
JoeU J3N STEPS = 100
BH6)`0&2*N PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
|&OW_*l GET 9
idW= 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
BK`NPC$a 我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。
A2>rS 在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。
HYm
| 接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变,因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片:
^Z1t'-xZ 我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能,该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了!
U$jw8I'. 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。
jej|B#?` 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。
qNb|6/DG \ldjWc<S CHG
pa4,W!t NOP
X,-QxV=lc) END
\1|]?ZQ\ K MSW
!kCMw%[ 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”。
{p3VHd# 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。
Axp#8 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。
Z3jh-{ 0 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
lO=+V 6 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。
?^y%UIzf 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。
}?[^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。