SYNOPSYS 光学设计软件课程八：复消色差
=S{Oz F
.F8[;+
本课程介绍比使用简单的双胶合透镜，使色差校正更好的透镜。Rutten＆van Venrooij的书《望远镜光学》（Telescope Optics）给出了如何设计的简要描述。它的要点是，必须使用满足某些特性的三种不同玻璃。可以通过检查玻璃库显示器选择它们。为了说明，我们将从使用Schott目录中的玻璃类型N-SK4，N-KZFS4和N-BALF10开始设计。以下是初始透镜结构：  ss%,
RLE Oe1WnS 7(]
ID F10 APO [-*&ZYp
WAVL .6500000 .5500000 .4500000 &*>.u8:r
APS 3 \1G '{# Q
UNITS INCH '>t&fzD0
OBB 0.00 0.5 2.00000 -0.01194 0.00000 0.00000 2.00000 &PE%tm
0 AIR Rm =p }
1 RAD -300.4494760791975 TH 0.58187611 =gI 41Y]
1 N1 1.60978880 N2 1.61494395 N3 1.62386887 <~5O-.G]
1 GTB S 'N-SK4 ' =_#b
.8K
2 RAD -7.4819193194388 TH 0.31629961 AIR pp"#p l
2 AIR U4=l`{5on
3 RAD -6.8555018049530 TH 0.26355283 B zS4:e<
3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 Qwpni^D8j
3 GTB S 'N-KZFS4 ' SPE)db 3
4 RAD 5.5272935517214 TH 0.04305983 AIR x7/Vf,N
4 AIR FShjUl>mV
5 RAD 5.6098999521052 TH 0.53300999 y#B=9Ri=z
5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 ~g/"p`2-N
5 GTB S 'N-BAF10 ' P4Pc;8T@!
6 RAD -27.9819596092866 TH 39.24611007 AIR ^+D/59I
6 AIR +o`%7r(R
6 CV -0.03573731 'Wnh1|z
6 UMC -0.05000000 %CHw+wT&
6 TH 39.24611007 X3G593ts
6 YMT 0.00000000 S?b&4\:
7 RAD -11.2104527948015 TH 0.00000000 AIR lo> 9 \ Po
END $x'jf?zs!
Y
M:9m)
打开此文件，打开SketchPAD（PAD），然后单击GlassTable按钮 。从打开的框中选择Schott列表。显示如下： t9U6\ru
这显示了Schott玻璃库，单击图表按钮... r%f Q$q>
...然后选择Plot P(F,e) vs. Ve IOZw[9](+
显示发生了变化，现在横坐标是e线的V-number （0.54607 um），纵坐标是数量(NF – Ne)/(NF – NC)。 1<'z)r4
复消色差理论表明必须选择三个不在同一直线上的玻璃。 他们必须形成一个三角形，面积越大越好。 绿色圆圈显示的现有玻璃。他们工作得很好 - 但我们希望可以做得更好。 LH(P<k&
单击旁边带有数字“1”的绿色圆圈。 那是目前表面上的玻璃1，N-SK4。 现在单击Properties按钮，查看此玻璃的属性，如下所示。 yF(9=z"?
这种玻璃物理性质不是那么稳定：湿度等级为3，酸敏感度为5.让我们看看我们是否能为第一个透镜找到更好的玻璃。 （第一个镜片将与空气接触，物理稳定性非常重要。）再次单击“图形”按钮，然后单击“酸敏感度”单选按钮，然后单击“确定”。 在绿色圆圈附近根据需要滑动鼠标滚轮，使局部图像变得更大，然后单击Full Name按钮。 fX`u"`o5
现在，您可以看到穿过玻璃位置的红色垂直线，显示酸敏感度。玻璃N-SK4的线条相当长，因为该玻璃不是很耐用。在左边你看到N-BAK2，根本没有线（它是最好的类别）。在右侧窗口中显示玻璃名称的地方单击该位置... t$n Jmfzm
...再次单击“属性”按钮。很好！该玻璃的酸等级为1，耐湿性更好，价格也更低。 我们没有理由不使用它而是去使用之前的N-SK4。 在表面框中输入表面编号（1），然后单击\Apply/。 玻璃N-BAK2现在分配给表面1。 >
pb}@\;:
现在通过删除名称（click Spots Only），选择Graph，来清除显示，然后选择No Graph and OK。 )). =MTk
当然透镜没有针对这种玻璃进行优化，因此我们必须运行优化程序。 这是一个可以完成这项工作的MACro。 `[5xncZ-
PANT ?YR;o4
VLIST RAD 1 2 3 4 5 7 cEu_p2(7!B
VLIST TH 2 4 END U!q2bF<@
[ <@T%yq
AANT AEC ACC b5)^g+8)w
GSO 0 1 4 M 0 0 K9EHT-
GNO 0 .2 3 M .75 0 N 62;@Z\7
GNO 0 .1 3 M 1.0 0 aeUgr !
END QD,m`7(
,;}
SNAP SYNO 30 ?h4[yp=w
LRHod1}mS
运行此MACro。 我们得到一个更好的设计，制造更便宜，更耐用的元件，并在0.45至0.65微米的范围内进行校正。 这是该设计的RLE文件： 8<; .
RLE 8*u'D@0
ID F10 APO %U{sn\V
WAVL .6500000 .5500000 .4500000 P?V+<c{
APS 3 :G 5p`;hGo
UNITS INCH #a=]h}&1?
OBB 0.000000 0.50000 2.00000 -0.00652 0.00000 0.00000 2.00000 A^,u l>!
0 AIR
3g!Z[SZ
1 RAD -167.6807592628928 TH 0.58187611 KX~
uE6rX
1 N1 1.53742490 N2 1.54188880 N3 1.54960358 ]2m=lt 1
1 CTE 0.800000E-05 [8 za=B/
1 GTB S 'N-BAK2 ' c9 [{P~y
2 RAD -7.0647888938302 TH 0.36076391 AIR !QwB8yK@
3 RAD -6.5538674975636 TH 0.26355283 A[m?^vk q
3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 sC\?{B0 r
3 CTE 0.730000E-05 |.Vgk8oTl
3 GTB S 'N-KZFS4 ' it H
4 RAD 5.3138288434095 TH 0.03937000 AIR DL V ny]
5 RAD 5.4083667709938 TH 0.53300999 wqDf\k}'v
5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 <fHHrmZ#/.
5 CTE 0.618000E-05 xMk>r1U d
5 GTB S 'N-BAF10 '
+!u9_?Tp
6 RAD -19.4177738787113 TH 39.42904372 AIR ub8d]GZJ
6 CV -0.05149921 _qPKdGoM
6 UMC -0.05000000 @lDnD%vZ`
6 TH 39.42904372 Ag0
6M U
6 YMT 0.00000000 &I-:=ir
7 RAD -11.1931120564708 TH 0.00000000 AIR OSO MFt
END MRz f#o<H
}R+#>P
让我们看看离焦在新设计中如何随色差变化。 $MDmY4 \
CHG }5PC53q
NOP /F.<Gz;w
END Os[z >H?
PLOT DELF FOR WAVL = .45 TO .65 RDSC @3%
tLKf]5}f
该分析显示在设计范围内的离焦约为0.0026英寸，并且是一个完美的Airy斑。（后者由图像工具（MIT）计算，其中10个波长分配给透镜，在中心产生良好的白斑，具有相干效果。）离焦不为零，因为程序已经平衡了与球差随波长变化的小偏移。两者都很小。（此版本在L8L3.RLE。）我们如何分配10个波长？ 使用Spectrum Wizard（MSW）。 & <*M{GW'&
请注意我们如何在这种情况下绘制DELF而不是BACK，就像我们之前所做的那样。我们用NOP指令消除了所有的求解，所以后面的焦点现在已经固定了。但是，近轴离焦DELF现在随波长而变化。
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