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。
?N`qLGRm 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。)
{=qEBbM 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。
"&Gw1.p 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)
P*7S3Td @Jm.HST#S8 TIME
yYM_lobn CORE 12
!*5_pGe OFF 1 99
]~'9 DSEARCH 5 QUIET
2+o! o SYSTEM
drbe#FObX ID EYEPIECE EXAMPLE
*|^,DGfQ6 OBD 1.0E9 45 1.27
;*nh=w UNI MM
f&f`J/( WAVL CDF
JBvk)ogM WAP 1
C/bxfp{? END
*^uGvJXF CX]RtV! GOALS
ma1(EJ/ ELEMENTS 9
<o~t$TH TOTL 200 .01
& \JLTw BACK 0 0
xUIvLH= FNUM 7.0 10
[#IBYJ.6 ASTART 5
nT#37v THSTART 5
|^?`Q.|c$ RSTART 100
Bpm,mp4g\# RT 0.25
k&yQ98H$K" NPASS 80
7&h\l6}Yh ANNEAL 100 10 Q 100
z1kBNOr SNAP 10
)y(oHRCp-> TOPD
]9#CVv[rq STOP FIRST
U&`6&$] STOP FREE
Ywmyr[Uh' QUICK 50 100
YXgWH'i~ FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
J9NsHr:A[ FWT 3 1 1 1 1 1
J`4Z<b53 END
DQ%`v= ix:2Z- SPECIAL AANT
cT\Ov
P*_ ACA 50 1 1
7qpzk7X?pR ADT 10 .1 10
mlD%d!. M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
GI}4,!^N M -.008 10 A P HH 1
yq1Gqbh
l M -.004 10 A P HH .5
1X[73 M -.0064 10 A P HH .8
?Y%}(3y M 0 1 A P YA 1
J0&zb'1 S GIHT
3(MoXA* END
@8QFP3\1 GO
d:A\<F TIME
Yd[U pi|\0lH6W 这是从DSEARCH 返回的图纸。
52da]BW< 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。
bh{E&1sLh 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。
x6"/z qi(&8in PANT
2=jd;2~ VY 0 YP1
@mvIt VLIST RD ALL
T@B"BoKU VLIST TH ALL
,NjX&A@ VLIST GLM ALL
th5
X?so END
dz{#"No0 AANT P
Dq{:R AEC
(}9cD^F0n ACC
+G<}JJ'V M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
&/ \O2Aw8 GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
Cw6>^ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
-FQC9~rR;g GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
Q1aHIc
GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
W,xi>5k GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
,.~
W GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
gmXy>{T GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
ue,#,3{m GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
F~tm`n8Z GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
_`TepX R GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
;7;zhJs1t GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
2b; rr GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
0eQ~#~j& M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
eKL]E! ACA 50 1 1
O]c=Yyl ADT 10 .1 10
`6|i&w:b M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
d\v$%0 M -.008 10 A P HH 1
*>EI2HX M -.004 10 A P HH .5
1_N~1Ik M -.0064 10 A P HH .8
:({-0&&_ M 0 1 A P YA 1
Q&oC]u(="& S GIHT
Q2JdO 6[96 END
jjJc1 p0 SNAP 10/DAMP 1.00000
$ \? N<W SYNOPSYS 80
j)g_*\tQ 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:
C!oS=qK?] 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。
pWWL{@ J 准备一个新的MACro 如下:
}wvwZ`5t 2z'+1+B' STO 9
a Q.Iq CHG
LEYWH%y NOP
&p/S>qKu# 18 TH 2000
3r,1^h 19 YMT
( rA\_FOJ 20
2#>$%[ END
*ge].E STEPS = 100
UN
cYu9[ PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
\[Sm2/9v GET 9
FQ;4'B^k] 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
P5'iYahCq_ 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。
#G'S
ve? 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。
7P3<o!YA 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:
ioE66-n 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!
w$w>N(e 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。
-@EBbM& 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。
A[sM{i~Z 8@Egy%_ CHG
LydbP17K} NOP
8>C;
>v END
/>dB%* MSW
'hwV 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”。
.Q=2WCv0 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。
3::3r}g 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。
y3
({(URU 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
Uq<a22t@ 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。
37j\D1Y 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。
an*]62 l 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。