SYNOPSYS 光学设计软件课程八：复消色差
#5'@at' 1
de.f?y
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：  kp}[nehF
RLE &rPAW V'v
ID F10 APO w9O!L9 6
WAVL .6500000 .5500000 .4500000 b0f6p>~q^
APS 3 -p>1:M <
UNITS INCH X7`-dSVE
OBB 0.00 0.5 2.00000 -0.01194 0.00000 0.00000 2.00000 B
I3fk
0 AIR !"Q%I#8uh
1 RAD -300.4494760791975 TH 0.58187611 t* A[v
1 N1 1.60978880 N2 1.61494395 N3 1.62386887 9PV+Kr!c5I
1 GTB S 'N-SK4 ' EBz4k)@ m
2 RAD -7.4819193194388 TH 0.31629961 AIR ^yq}> _
2 AIR z,2*3Be6V
3 RAD -6.8555018049530 TH 0.26355283 a l6y=;\jZ
3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 l"DHG`kb
3 GTB S 'N-KZFS4 ' <m V FC
4 RAD 5.5272935517214 TH 0.04305983 AIR S?C.:
4 AIR ~/z%yg
5 RAD 5.6098999521052 TH 0.53300999 3]9 Rmx
5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 w%\{4T~
5 GTB S 'N-BAF10 ' i^ |G
6 RAD -27.9819596092866 TH 39.24611007 AIR Md~._@`|K
6 AIR SBs! 5 2
6 CV -0.03573731 sK&kp=zu
6 UMC -0.05000000 pPo(nH|<
6 TH 39.24611007 (6:.u.b
6 YMT 0.00000000 CYwV]lq :s
7 RAD -11.2104527948015 TH 0.00000000 AIR 3(,m(+J[S
END 8TP~=qU
CmBgay
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： vTK8t:JQ~
这显示了Schott玻璃库，单击图表按钮... }Bsh!3D<.
...然后选择Plot P(F,e) vs. Ve Z~8%bfpe
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)。 4\ *:Lc,-
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。 ``$$yS~d};
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。 g}gGm[1SUo
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。 b7~Jl+m
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... Pc< "qy
...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。 wQjYH!u,YZ
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。 xU0iz{ 9
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。 v {u q
PANT wCR! bZ w
VLIST RAD 1 2 3 4 5 7 =N{?ll6x7g
VLIST TH 2 4 END YGLq ~A
!t"/w6X1I
AANT AEC ACC Ka-o$o[^u`
GSO 0 1 4 M 0 0 b$fmU"%&|
GNO 0 .2 3 M .75 0 Qj_)^3`e
GNO 0 .1 3 M 1.0 0 izaq Ez
END KW[y+c u.#
h9<PP2.(
SNAP SYNO 30 N|2d9E
C,W_0= !e
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： `Ds=a`^b
RLE .Fge AxflP
ID F10 APO 3C%|src
WAVL .6500000 .5500000 .4500000 R.HvqO
APS 3 Y$n +\K
UNITS INCH ) xa )$u
OBB 0.000000 0.50000 2.00000 -0.00652 0.00000 0.00000 2.00000 1+N'cB!y
0 AIR )V[j~uOU)]
1 RAD -167.6807592628928 TH 0.58187611 A^ X \
1 N1 1.53742490 N2 1.54188880 N3 1.54960358 Tgtym"=xd
1 CTE 0.800000E-05 _B erHoQd
1 GTB S 'N-BAK2 ' stUv!
2 RAD -7.0647888938302 TH 0.36076391 AIR MZ-;'w&Z
3 RAD -6.5538674975636 TH 0.26355283 5CN=a2&
3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 2\k !DF
3 CTE 0.730000E-05 _BJ:GDz>
3 GTB S 'N-KZFS4 ' a6./;OC
4 RAD 5.3138288434095 TH 0.03937000 AIR 3!gz^[!?EN
5 RAD 5.4083667709938 TH 0.53300999 JU ^Y27
5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 JWg.0d$hM
5 CTE 0.618000E-05 mH ju$d
5 GTB S 'N-BAF10 ' %#v$ d
6 RAD -19.4177738787113 TH 39.42904372 AIR X;6;v]
6 CV -0.05149921 #TR!x,Hc
6 UMC -0.05000000 %po;ih$jr*
6 TH 39.42904372 `Kf@<=
6 YMT 0.00000000 Sq_.RU
7 RAD -11.1931120564708 TH 0.00000000 AIR p19(>|$J
END F) Q[ cai
BV>9 U5
让我们看看离焦在新设计中如何随色差变化。 > W-xDzJry
CHG S$fS|N3]%
NOP =lk'[P/ p`
END E2w-b^,5
PLOT DELF FOR WAVL = .45 TO .65 l9eTghLi
(n?f016*%d
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）。 XfVdYmii
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。
|
