SYNOPSYS 光学设计软件课程四:业余望远镜
*t+E8)qL 4{r_EV[( 本课程为小型望远镜的设计课程。 ~t~5ctJ@ 牛顿望远镜 PNbs7f 最经典的是牛顿式望远镜,除了光滑的反射镜之外,系统结构也较为简单。 结构输入文件如下: T?Dq2UW RLE !cWnQRIt_F ID F/8 PARABOLA WITH DIAGONAL MIRROR =abth6#) WAVL .6562700 .5875600 .4861300 S-Y(Vn4 APS 1 *I}_B\kY GLOBAL Qb|.;_ UNITS INCH [}OL@num OBB 0.000000 0.50000 5.00000 }bs2Rxkh MARGIN 0.050000 6GD Uo}. BEVEL 0.010000 -~HlME*~f 0 AIR !I? J^0T 1 RAD -160.0000000000000 TH CKTD27}) 1 CC -1.00000000 (qP !x 2j 1 AIR '7<@(HO 1 EFILE EX1 5.050680 afZPju"- 1 EFILE EX2 4.900000 p ?HODwZ 1 EFILE MIRROR 2.000000 N
-]m <z> 1 REFLECTOR "F+Wo& 2 EAO 1.34300000 O;A/(lPW+ 2 CV 0.0000000000000 8elT/Wl 2 AIR rGZ@pO2 2 DECEN 0.00000000 \?} {wh8 2 AT 45.00000004 Kup-O
u, 2 EFILE EX1 1.950000 ^j2:fJOU# 2 EFILE EX2 1.950000 fuH Dif, 2 EFILE MIRROR -0.300000 C%P"Ds=w0N 2 REFLECTOR o4kNDXP#S 3 CV 0.0000000000000 Oed&B 3 AIR NRKAEf_#w 3 DECEN 0.00000000 c3lfmTT6^ 3 AT 45.00000004 B(MO!GNg= 3 TH 10.00000001 Dz&4za+{ 3 YMT 0.00000000 \~ 4 CV 0.0000000000000 fxLhVJ"b 4 AIR K@{jY\AZNx END qi7wr\XNW &-+&`h|s 如下的PAD图,将显示整个光学系统结构: U6=m4]~Z 通过OBB命令,可以将视场设置为0.5度: $`'^&o;&f OBB 0.000000 0.50000 5.00000 0.00000 0.00000 0.00000 5.00000 0zpP$q$ }}qR~.[ OBB的用法如下: `bZ_=UAb 要在TrayPrompt中显示此信息,只需在编辑器中选择命令“OBB”。 然后程序会为您查找相关格式。 在这个输入中, GX_Lxc_<f • ump0 是入射的边缘光线角度,对于无穷远处的物体为零。 (OBB格式主要用于那种情况。) +V|]:{3W • upp0 是入射的主光线角度,这里是0.5度。 Y@.> eS • ymp1 是入射的边缘光线高度,这里是5英寸,使入射光束直径为10英寸。 E"Xi yp1是表面1上的主光线高度,为零是因为它是光阑,其余参数是在X-Z平面,因为系提是轴对称的,我们可以忽略它。 如果您想了解更多,只需打开Object Wizard1 (MOW),即可查看所有内容并能得到解释。 O)5-6lm 宏编辑器中的代码易于阅读。 声明了平面1和2是反射面,主镜上的圆锥常数是-1.0,使其成为抛物面。 EFILE数据用于定义透镜的几何边缘形状,而且定义反射镜的厚度。 当然,这对光线追迹没有任何影响,但是在制作反射镜的加工图纸时,合适的边缘才会适于加工。 我们将在第23课中更详细地讨论该主题。 &V( LeSI 上面的文件是令LEO(LEns Out)或LE(Lens Edit)的数据,并且包含完整的系统描述。 cf@#a@7m9 当然,图像在轴上是完美的,但是慧差很大,这是这个简单系统的一个很大的缺陷。 UsQv!Cwu^ 慧差有多严重? 在PAD中,选择视图2,(在PAD工具栏中单击该编号 ),然后单击PAD Bottom按钮 。 在打开的对话框中,选择OPD Fan Plots选项,然后单击OK。 !wrl.A/P 1 Object Wizard™是美国缅因州公司Optical Systems Design,Inc。的商标。 p,D/ Pb8 是的,在外视场大概有两个波长的慧差。 2
;B[n;Q{ 以下是如何获得数据列表的: wCvD4C.WH SYNOPSYS AI>OPD ! The next command will be in OPD mode rI]:| k SYNOPSYS AI>TFA 5 P 1 ! tangential fan, five rays, primary color, full field ID F/8 PARABOLA WITH DIAGONAL MIRROR l}AB):<Z TANGENTIAL RAY FAN ANALYSIS =GR
Em5 ij hMJ?3 FRACT. OBJECT HEIGHT HBAR 1.000000 GBAR 0.000000 *8XGo COLOR NUMBER 2 V43JY_: REL ENT PUPIL WAVEFRONT ABERR cDTDim1F YEN OPD (WAVES) `bC_J,>_ iCx'`^HnP -1.000 -2.355059 N7#GK]n%/} -0.800 -1.271960 K0I-7/L -0.600 -0.583027 OClY,@ -0.400 -0.200234 C1G Wi4) -0.200 -0.035356 5WZLB = 0.200 -0.005883 3\@6i' 0.400 0.035526 j#p3c 0.600 0.212506 GV[[[fu 0.800 0.613233 8'cD K[L 1.000 1.325667 kD;BwU[ Ra*9d]N@ 转到对话框MRR(Menu, Real Rays)或导航菜单树,然后在那里进行选择。但是输入命令更快。 E0oJ|My 我们可以使用图像工具(MIT)对话框。 输入MIT,然后进行如下所示的选择。 Bv=Z*"Fv 这是消除三阶慧差的一个例子。 -=qmYf 尝试使用“效果”部分中的“几何”和“衍射”选项。 相干分析结果更平滑一些。 它使用2-D FFT算法,而衍射方法评估衍射积分,减小到约为Airy斑半径的6倍。 相干选择通常最适合点源,并且在这里肯定更好。 5!cplx=< 图像质量如何随着圆锥常数的变化而变化? SYNOPSYS可以回答这个问题。 在PAD中,单击“检查点”按钮, 然后转到WorkSheet。 单击表面1(或在框中输入该数字,然后单击“更新”)。 现在,使用鼠标,选择给出圆锥常数的整数: @/7Rp8Fr 然后单击SEL按钮。顶部滑块现在控制该数值的变化。向左或向右拖动滑块并观察PAD显示。 这些滑块为您提供了透镜连续变化的效果。 \|&5eeE@ 我们现在将评估轴上的图像质量。在WS仍处于打开状态时,在编辑窗格中输入 Q'=!1^& 1 CAI 1.4 0^[$0]Mt[ :e9E#o 然后单击“更新”按钮。 (CAI表示Clear Aperture,Inside。)现在,一个孔径出现在主镜像中。 再次单击“检查点”按钮。 (每当我们做出可能要返回的更改时,我们都会单击它。)在CW中输入CAP,您会看到列出的CAI数据: 1%=,J'AH SYNOPSYS AI>CAP uC;@Yi8 ID F/8 PARABOLA WITH DIAGONAL MIRROR CLEAR APERTURE DATA Ql V:8:H$ (Y-coordinate only) Y|lMa?\E %Bo Jt-v SURF X OR R-APER. Y-APER. REMARK X-OFFSET Y-OFFSET EFILE? P2Eyqd8 p' gv5\u[w 1 5.0007 Soft CAO * 0CN.gu 1 1.4000 *User CAI * -zTeIvcy5 2 1.3430 1.9000 *User EAO 0.0000 -0.1000 * W.CIyGK 3 1.2378 Soft CAO 7v:;`6Jb 4 0.7006 Soft CAO #e0+;kBh [,e_2< NOTE: CAO, CAI, EAO, and EAI input is semi-aperture. @)0gXg RAO and RAI input is full aperture. ,#m\W8j SYNOPSYS AI> HU'E}8%t6 O,;SA 该系统有主要的默认孔径,尽管现在在表面1上存在用户输入的内孔径(CAI)以及表面2上的外椭圆孔径(EAO)。 (菜单MLL(Menu, Lens Listings)也允许您运行CAP命令。)让我们在主镜像上创建一个足迹。 使用菜单树导航到MFP(或在CW中输入MFP)。 然后进行下面的选择并单击“执行”。 {M$8V~8D 现在你看到没有光线的内部孔径。 这是一个巧妙的技巧:假设你不知道光线在哪里产生渐晕(有时会在复杂的透镜里发生)。 以下是如何找到它们的方法:首先点击键。 现在,单击“开关”按钮 ,然后单击单选按钮以打开开关21。SYNOPSYS™具有近100个控制开关的模式,此功能可使多个功能显示光阑的表面编号。 单击“应用”,然后再次运行“足迹”命令。 它将创造一个如下的视图 <<xJ-N 数字“1”表示每个渐晕光线的位置。 w5nRgdboy! 进行图像分析操作。 使用菜单树或命令MOP转到MOP对话框(Mtf OPtions)。 选择MTF的Multicolor选项,然后单击MTF按钮。 1 h"B-x 这个遮挡确实使中频处的MTF下降。 2KX *x_- 讨论表面上的椭圆孔径2。在WS中,选择表面2,然后单击按钮 以打开“编辑孔径”对话框。 选择用户输入的椭圆孔径选项; 单击该按钮可显示另一个对话框,您可以根据需要更改数字。 对角镜通常采用椭圆形边缘,您可以在此处输入数据。 (或者,只要您识别出WS编辑窗格中的数字,就可以编辑它们。) lwB!ti 施密特 - 卡塞格林望远镜 SVHtv0Nx RLE BxG;vS3>*e ID CC SCHMIDT CASS ZERNIKE 4q~E\l|.5 FNAME 'SCT.RLE ' :H87x?e[ WAVL .6562700 .5875600 .4861300 5u!cA4e" APS 1 a|>MueJ GLOBAL UNITS INCH I[|I\tW OBB 0.000000 0.40800 5.00000 0.00000 0.00000 0.00000 5.00000 mU_O64 MARGIN 0.050000 :`|,a( BEVEL 0.010000 +l#2u#e 0 AIR npF[J x[ 1 CV 0.0000000000000 TH 0.25000000 &0"`\~lA 1 N1 1.51981155 N2 1.52248493 N3 1.52859442 4H:WpW*r 1 GTB S 'K5 ' ~E\CAZ 1 EFILE EX1 5.050000 5.050000 5.060000 0.000000 oa4}GNH 1 EFILE EX2 5.050000 5.050000 0.000000 a"zoDD/ 2 CV 0.0000000000000 TH 20.17115161 AIR v7R&9kU{ 2 AIR N$+"zJmw& |