SYNOPSYS 光学设计软件课程八：复消色差
E7gL~4I
P_mi)@
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：  `_ 0)kdu
RLE _Z0\`kba+
ID F10 APO T&! ZD 2I
WAVL .6500000 .5500000 .4500000 0hb/`[Q
APS 3 M(NH9EE
UNITS INCH e-jw ^
OBB 0.00 0.5 2.00000 -0.01194 0.00000 0.00000 2.00000 rF' <r~Lw
0 AIR c0SX]4}
G
1 RAD -300.4494760791975 TH 0.58187611 %/X2 l
1 N1 1.60978880 N2 1.61494395 N3 1.62386887 !&\meS{
1 GTB S 'N-SK4 ' %L 28$c3p
2 RAD -7.4819193194388 TH 0.31629961 AIR dUZ $wbV%h
2 AIR p ^](3Vi(
3 RAD -6.8555018049530 TH 0.26355283 q1P :^<[
3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 nc- Qz
3 GTB S 'N-KZFS4 ' 6G$/NW=L
4 RAD 5.5272935517214 TH 0.04305983 AIR d~ 3GV(M
4 AIR wJ/ ~q)
5 RAD 5.6098999521052 TH 0.53300999
Hl!1h%
5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 . byc;9M%
5 GTB S 'N-BAF10 ' htQ;m)>J:
6 RAD -27.9819596092866 TH 39.24611007 AIR Z%KL[R}^w;
6 AIR ZHb7 +
6 CV -0.03573731 ( e 0_RQ
6 UMC -0.05000000 4S qvhz
6 TH 39.24611007 zv`zsq DJ
6 YMT 0.00000000 9A(n _Rs7?
7 RAD -11.2104527948015 TH 0.00000000 AIR 2NyUmJ42
END o}d2N/T
" S ?Km
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： cgzy0$8dj\
这显示了Schott玻璃库，单击图表按钮... MkkA {p
...然后选择Plot P(F,e) vs. Ve uF+);ig
显示发生了变化，现在横坐标是e线的V-number （0.54607 um），纵坐标是数量(NF – Ne)/(NF – NC)。 <` #,AVH
复消色差理论表明必须选择三个不在同一直线上的玻璃。 他们必须形成一个三角形，面积越大越好。 绿色圆圈显示的现有玻璃。他们工作得很好 - 但我们希望可以做得更好。 =z+-l5Gu"
单击旁边带有数字“1”的绿色圆圈。 那是目前表面上的玻璃1，N-SK4。 现在单击Properties按钮，查看此玻璃的属性，如下所示。 )_X;9% L7
这种玻璃物理性质不是那么稳定：湿度等级为3，酸敏感度为5.让我们看看我们是否能为第一个透镜找到更好的玻璃。 （第一个镜片将与空气接触，物理稳定性非常重要。）再次单击“图形”按钮，然后单击“酸敏感度”单选按钮，然后单击“确定”。 在绿色圆圈附近根据需要滑动鼠标滚轮，使局部图像变得更大，然后单击Full Name按钮。 vY4WQbz(
现在，您可以看到穿过玻璃位置的红色垂直线，显示酸敏感度。玻璃N-SK4的线条相当长，因为该玻璃不是很耐用。在左边你看到N-BAK2，根本没有线（它是最好的类别）。在右侧窗口中显示玻璃名称的地方单击该位置... zI1(F67d`
...再次单击“属性”按钮。很好！该玻璃的酸等级为1，耐湿性更好，价格也更低。 我们没有理由不使用它而是去使用之前的N-SK4。 在表面框中输入表面编号（1），然后单击\Apply/。 玻璃N-BAK2现在分配给表面1。 /7.wQeL9
现在通过删除名称（click Spots Only），选择Graph，来清除显示，然后选择No Graph and OK。 :fl*w""V@
当然透镜没有针对这种玻璃进行优化，因此我们必须运行优化程序。 这是一个可以完成这项工作的MACro。 m=#aHF
PANT RA! x
VLIST RAD 1 2 3 4 5 7 ~WzMK
VLIST TH 2 4 END }<E sS
zUe#Wp[
AANT AEC ACC aeLBaS
GSO 0 1 4 M 0 0 "r:H5) !
GNO 0 .2 3 M .75 0 Dm&lSWW`/
GNO 0 .1 3 M 1.0 0 unx;m$-c
END MoZU(j
YCtIeq%
SNAP SYNO 30 ,oC= {^l{
8'' 9 @xz
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： YhEiN. ~
RLE H Jnv'^yn
ID F10 APO J,CJPUf&
WAVL .6500000 .5500000 .4500000 8 h55$j
APS 3 ,)0/Ec
UNITS INCH }w;Q^EU
OBB 0.000000 0.50000 2.00000 -0.00652 0.00000 0.00000 2.00000 40`9t Xn
0 AIR #-l!`\@
1 RAD -167.6807592628928 TH 0.58187611 V5hp
Y ]
1 N1 1.53742490 N2 1.54188880 N3 1.54960358 %iHyt,0v2
1 CTE 0.800000E-05 gvow\9{|C
1 GTB S 'N-BAK2 ' ,ivWVsN*]
2 RAD -7.0647888938302 TH 0.36076391 AIR !~6'@UYo
3 RAD -6.5538674975636 TH 0.26355283 ~ nLkn#Z
3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 s^{{@O.
3 CTE 0.730000E-05 8A`p
3 GTB S 'N-KZFS4 ' :
OS mr
4 RAD 5.3138288434095 TH 0.03937000 AIR }Bv30V2-(
5 RAD 5.4083667709938 TH 0.53300999 WM~J,`]J
5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 sa\|"IkD2
5 CTE 0.618000E-05 yHa:?u 6
5 GTB S 'N-BAF10 ' a!s. 850@
6 RAD -19.4177738787113 TH 39.42904372 AIR dVY(V&p
6 CV -0.05149921 o3kt0NuF,
6 UMC -0.05000000 hlABu)B'1
6 TH 39.42904372 Z &?+&q
r^
6 YMT 0.00000000 e<: 4czh8
7 RAD -11.1931120564708 TH 0.00000000 AIR G}Qk!r
END uIVTs9\
'@3a,pl
让我们看看离焦在新设计中如何随色差变化。 b |o`Q7Hj
CHG E@\d<c.
NOP &r 5&6p
END =:ya;k&
PLOT DELF FOR WAVL = .45 TO .65 J?|K#<%
wfU&{7yt
该分析显示在设计范围内的离焦约为0.0026英寸，并且是一个完美的Airy斑。（后者由图像工具（MIT）计算，其中10个波长分配给透镜，在中心产生良好的白斑，具有相干效果。）离焦不为零，因为程序已经平衡了与球差随波长变化的小偏移。两者都很小。（此版本在L8L3.RLE。）我们如何分配10个波长？ 使用Spectrum Wizard（MSW）。 q9g[+*9]$
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。
|
