SYNOPSYS 光学设计软件课程八:复消色差
Ob-k`@_| /bqJ6$ 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:  /3~}= b RLE `P9%[8`C 9 ID F10 APO u\UI6/ WAVL .6500000 .5500000 .4500000 ^#2Y4[@ APS 3 %M05& < UNITS INCH 83"C~xe?p4 OBB 0.00 0.5 2.00000 -0.01194 0.00000 0.00000 2.00000 niM(0p 0 AIR Al]z= 1 RAD -300.4494760791975 TH 0.58187611 !E\J`K0_e 1 N1 1.60978880 N2 1.61494395 N3 1.62386887 faI4`.i 1 GTB S 'N-SK4 ' N;e*eMFE 2 RAD -7.4819193194388 TH 0.31629961 AIR * (<3 oIRS 2 AIR rHgrCMW 3 RAD -6.8555018049530 TH 0.26355283 u+e.{Z! 3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 'MIM_m)H 3 GTB S 'N-KZFS4 ' HC ?XNR& 4 RAD 5.5272935517214 TH 0.04305983 AIR Z?'){\$* 4 AIR *|:]("i 5 RAD 5.6098999521052 TH 0.53300999 \[x4 5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 \R<OT%8 5 GTB S 'N-BAF10 ' u\G\KASUK% 6 RAD -27.9819596092866 TH 39.24611007 AIR &]/.=J 6 AIR rx;zd ? 6 CV -0.03573731 OAz-w 6 UMC -0.05000000 Ehf{Kl 6 TH 39.24611007 zX/9^+p: 6 YMT 0.00000000 ]dIr;x` 7 RAD -11.2104527948015 TH 0.00000000 AIR rk(0w|zR+ END u8@>ThPD uc;QSVWGy8 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: K?+Rq 这显示了Schott玻璃库,单击图表按钮... meV
RdQ ...然后选择Plot P(F,e) vs. Ve aG\B?pn- 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)。 bga2{<VF 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。 wD&b[i 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。 .{W)E 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。 ;q$O^r~ 现在,您可以看到穿过玻璃位置的红色垂直线,显示酸敏感度。玻璃N-SK4的线条相当长,因为该玻璃不是很耐用。在左边你看到N-BAK2,根本没有线(它是最好的类别)。在右侧窗口中显示玻璃名称的地方单击该位置... v<Ux+- ...再次单击“属性”按钮。很好!该玻璃的酸等级为1,耐湿性更好,价格也更低。 我们没有理由不使用它而是去使用之前的N-SK4。 在表面框中输入表面编号(1),然后单击\Apply/。 玻璃N-BAK2现在分配给表面1。 o,RLaS,BK' 现在通过删除名称(click Spots Only),选择Graph,来清除显示,然后选择No Graph and OK。 uJ$!lyJ6L 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。 >j$CM:w PANT JEes'H}Y VLIST RAD 1 2 3 4 5 7 oMi"X"C:q VLIST TH 2 4 END ZK]C!8\2| C zvi': AANT AEC ACC {GiR-q{t GSO 0 1 4 M 0 0 etH%E aF[ GNO 0 .2 3 M .75 0 `4 A%BKYB GNO 0 .1 3 M 1.0 0 D?Q{&6p END g< {jgF &6L{1 SNAP SYNO 30 L1k_AC1.M NUH# 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: |ldRs'c{ RLE mko<J0|4 ID F10 APO I.\fhNxHY WAVL .6500000 .5500000 .4500000 'DQKpk' APS 3 Y75,{1\l0 UNITS INCH nV%1/e"5 OBB 0.000000 0.50000 2.00000 -0.00652 0.00000 0.00000 2.00000 S:Ne g!` 0 AIR jxr~cp?4 1 RAD -167.6807592628928 TH 0.58187611 X] &Q^ 1 N1 1.53742490 N2 1.54188880 N3 1.54960358 *eytr#0B- 1 CTE 0.800000E-05 <gKT 7ONtg 1 GTB S 'N-BAK2 ' ?8n`4yO0 2 RAD -7.0647888938302 TH 0.36076391 AIR |,Y(YSg. 3 RAD -6.5538674975636 TH 0.26355283 Uok?FEN 3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 aQaO.K2 3 CTE 0.730000E-05 "el}@ 3 GTB S 'N-KZFS4 ' FHI`/ 4 RAD 5.3138288434095 TH 0.03937000 AIR @%K@oD L 5 RAD 5.4083667709938 TH 0.53300999 `2?9eXC 5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 T'l >$6 5 CTE 0.618000E-05 @twClk.s 5 GTB S 'N-BAF10 ' `|;R}"R; 6 RAD -19.4177738787113 TH 39.42904372 AIR ~fE@]~f> 6 CV -0.05149921 ,&!Txyye 6 UMC -0.05000000 jyf[O - 6 TH 39.42904372 n=n!Hn 6 YMT 0.00000000 jYRwtP\ 7 RAD -11.1931120564708 TH 0.00000000 AIR 2hl'mRW END ZUb6d*B `Xnu("w) 让我们看看离焦在新设计中如何随色差变化。 )G0a72 CHG n97A'"'wz NOP eqQA st#~ END &'UYV> PLOT DELF FOR WAVL = .45 TO .65 Q9Wa@gi| SqTO~zGC 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)。 Ym5q#f)| 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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