SYNOPSYS 光学设计软件课程八:复消色差
O W.CU=XU 2+y wy^ 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:  1,=:an RLE b|AjB: G ID F10 APO a%c <3' WAVL .6500000 .5500000 .4500000 +#wVe APS 3 J\+fkN<. UNITS INCH ^J> m4` OBB 0.00 0.5 2.00000 -0.01194 0.00000 0.00000 2.00000 ]CNPy$>* 0 AIR JfkEJk< 1 RAD -300.4494760791975 TH 0.58187611 0B8Wf/j?M 1 N1 1.60978880 N2 1.61494395 N3 1.62386887 S8AbLl9G@> 1 GTB S 'N-SK4 ' .t[u_tBL 2 RAD -7.4819193194388 TH 0.31629961 AIR a^LckHPI> 2 AIR ]d(Z% 3 RAD -6.8555018049530 TH 0.26355283 `scW.Vem 3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 k(RKAFjY 3 GTB S 'N-KZFS4 ' ! xM=7Q
k 4 RAD 5.5272935517214 TH 0.04305983 AIR W3[>IH"+ 4 AIR 4~1b 5 RAD 5.6098999521052 TH 0.53300999 <m \Y$Wv 5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 Z{vc6oj 5 GTB S 'N-BAF10 ' 8!35
K 6 RAD -27.9819596092866 TH 39.24611007 AIR Ju#j%! 6 AIR 1 .@{5f3T 6 CV -0.03573731 j7E;\AZ^ 6 UMC -0.05000000 CC^]Y.9 6 TH 39.24611007 (7<G1$:z= 6 YMT 0.00000000 @nwVl8 7 RAD -11.2104527948015 TH 0.00000000 AIR #f(tzPD END qQ]fM$! V?yQm4 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: aJv+BX_, 这显示了Schott玻璃库,单击图表按钮... Y>3zpeQ!& ...然后选择Plot P(F,e) vs. Ve 0 ;LF>+fJ 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)。 Q[3hOFCX 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。 D8!
Y0 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。 ?`Z:vqp>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。 G)YmaHeI;[ 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... M*n94L=Sg& ...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。 E8PwA. 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。 }U=}5`_]D 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。 "4xo,JUf PANT
).GM0-y VLIST RAD 1 2 3 4 5 7 g:~q&b[q6 VLIST TH 2 4 END S=S/]]e -wH0g^Ed AANT AEC ACC 61QA<Wb GSO 0 1 4 M 0 0 Jm)7!W%3 GNO 0 .2 3 M .75 0 88:YU4:l`N GNO 0 .1 3 M 1.0 0 zQO 1%g END Ar~<l2,{r /+B6oE>8 SNAP SYNO 30 2A|mXWG}~ ~G8l1dD 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: s\~j,$Mm2 RLE -]}#Z:& ID F10 APO 2s,cyCw& WAVL .6500000 .5500000 .4500000 /ho7~C+H*e APS 3 ze9n}oN UNITS INCH pk'd&. OBB 0.000000 0.50000 2.00000 -0.00652 0.00000 0.00000 2.00000 +8"8s 0 AIR }+S~Ah?( 1 RAD -167.6807592628928 TH 0.58187611 r/':^Ex 1 N1 1.53742490 N2 1.54188880 N3 1.54960358 v1+.-hO 1 CTE 0.800000E-05 @\gE{;a8 1 GTB S 'N-BAK2 ' L~h:>I+pG 2 RAD -7.0647888938302 TH 0.36076391 AIR E0HE@pqr 3 RAD -6.5538674975636 TH 0.26355283 qmPu D/c 3 N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3 1.62823445 e\aW~zs 2 3 CTE 0.730000E-05 +-TEB 3 GTB S 'N-KZFS4 ' !"/"Mqs3$ 4 RAD 5.3138288434095 TH 0.03937000 AIR ;H8`^; 5 RAD 5.4083667709938 TH 0.53300999 4_2oDcdf 5 N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3 1.68543133 "ivVIq2 5 CTE 0.618000E-05 ;D-k\kv 5 GTB S 'N-BAF10 ' =^ Ws/k 6 RAD -19.4177738787113 TH 39.42904372 AIR 1x/ R 6 CV -0.05149921 Exv!!0Cd^ 6 UMC -0.05000000 KCbOO8cQS 6 TH 39.42904372 u f<%!=e 6 YMT 0.00000000 l{?9R.L 7 RAD -11.1931120564708 TH 0.00000000 AIR I5[@C<b END }h/7M c>c4IQ&d 让我们看看离焦在新设计中如何随色差变化。 vd^Z^cpip CHG 6
3PV R" NOP <WmjjD END ]RadwH"0! PLOT DELF FOR WAVL = .45 TO .65 Zs0;92WL Kx[+$Qt 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)。 qKeR}&b 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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