SYNOPSYS 光学设计软件课程九:复消色差接物镜的公差计算
/CX_@%m}e= [)U|HnAJ 在上一课中,我们设计了复消色差物镜。在本课中,我们将计算该透镜的公差。 ],ioY*4G 在将透镜元件的图纸发送到车间之前,您必须知道透镜的公差多大以确保透镜能被加工。我们使用上一课中的透镜L8L2作为例子。 jSVIO v: 轴上图像对于这种物镜来说是最重要的,它通常用于行星观测,并且有一些场曲和像散。 S'T&`"Mr 首先,我们尝试简单的BTOL评估。 BTOL有很多选项,我们只使用其中几个。 我们为这个案例提供了一个菜单:MSB,Menu,Simple BTOL。 在命令窗口中输入MSB,然后按如下方式填写:(大部分已经为您填写;但我们选择了TOLERANCE和WAVE单选按钮(而不是DEGRADE SPOT),然后单击Prepare MC框以选择该选项。其他所有内容都可以保留原样。单击GO按钮。 $ ;cZq 计算完成后,从命令窗口向上查看,你会看到 |&Gm.[IX;q 这表示轴上图像将获得0.05的方差,这是一个相当大的数值。向上滚动显示,直到看到公差结果: i-Ck:-J BUDGET TOLERANCE ANALYSIS -----B----- (Qmpz EL. SURF RADIUS RADIUS TOLERANCE THICKNESS THICKNESS TOL UD1R_bL} (RADIUS) (FRINGES) Up?w>ly |x*~PXb 1 1 -167.68076 0.83952 4.82574 0.58188 0.00500 "w]
Bq0 1 2 -7.06479 0.00091 2.95710 0.36076 0.00157 X3zkUMk 2 3 -6.55387 7.70586E-04 2.72673 0.26355 0.00487 AcV 2l 2 4 5.31383 2.93873E-04 1.62247 0.03937 4.25845E-04 E
O^j,x g 3 5 5.40837 2.91628E-04 1.57357 0.53301 0.00496 ,Cx @]] 3 6 -19.41777 0.01032 4.32489 39.42904 0.00000 Yt79W 7 -11.19311 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 }$5S @, Lqy]bnY ELE SURF GLASS NAME BASE INDEX INDEX TOL V-NUMBER V-NUMBER TOL MHo(j%I1E rn3GBWC_C 1 1 N-BAK2 1.53996d 4.28482E-04 59.70771d 0.15534 !v(j#N< m 2 3 N-KZFS4 1.61336d 1.68964E-04 44.49298d 0.05359 0<"4W: 3 5 N-BAF10 1.67003d 1.92822E-04 47.11137d 0.06830 P)x&9OHV ~bU!4P}4j Note: The symbol "d" indicates that the quantity is estimated at 0.58756 uM. The symbol "F" indicates that the quantity is taken at the primary color. \k\ {S2SU @Bs7kjuX ELE SURF WEDGE TOLERANCE IRREG. TOL ROLLED EDGE TOL X5i?Bb. (ARC MIN) (TIR) (FRINGES) (FRINGES) yT<6b)&*& 1 1 0.00000 0.00000 0.37554 0.23097 guJS;VC6U 1 2 0.44053 0.00051 0.37277 0.22647 O>UG[ZgW 2 3 0.00000 0.00000 0.34602 0.20629 .Fo0AjL}x 2 4 0.23321 0.00027 0.34291 0.20100 5etbJk 3 5 0.00000 0.00000 0.32721 0.19092 )U0`?kD 3 6 0.51677 0.00060 0.33277 0.19873 +\~.cP7[ 7 16.69273 0.00339 0.00000 0.00000 $g? ]9}p ELE SURF ELEMENT TILT TOLERANCE Y-DECENT TOL X-DECENT TOL -0[?6.(s" (ARC MIN) (TIR) G3O`r8oZcJ 1 1 0.53402 0.00062 0.00066 0.00000 Y'tPD#|r 1 2 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 3e&H) 2 3 0.30597 0.00035 0.00024 0.00000 x {Z_rD 2 4 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 j G8W|\8 3 5 0.24585 0.00028 0.00027 0.00000 Q;A1&UA2 3 6 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 Er(
I6 7 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 n/$1&x1 qRk&b F/ 太糟糕了,透镜在镜片1和2之间具有0.0016的空气间隔公差,在2和3之间具有0.0004的空气间隔公差.中间镜片的V-number 公差为0.054,您需要该镜片上的偏心保持在0.00024以内。 没有人能加工出这样一个透镜。 tKtKW5n~ 我们必须放松这些公差。 如何操作呢?公差太紧的一个原因是,各个镜片的像差很大。 虽然三阶像差对于透镜设计师来说不再像以前那样有用,但实际上它们在放松公差上有用处。 输入命令THIRD SENS。 t"[x x_i SYNOPSYS AI>THIRD SENS LLE\ ;,bv [-}LEH1[p ID F10 APO z8v] Kt & g\]2?vY. NORMALIZED 3RD-ORDER ANALYSIS OF TOLERANCE SENSITIVITY :E
]Ys >2Z0XEe SS OF SA3 BY SURFACE (SAT) = 8.363047 9eOP:/'}w SS OF CO3 BY SURFACE (COT) = 0.018283 \@IEqm6 SS OF CO3/YDC BY SURFACE (ACD) = 0.132904 V`*N2ztSL SS OF CO3/TILT BY SURFACE (ACT) = 4.158202 39
D!e& SS OF CO3/YDC BY ELEMENT (ECD) = 0.038108 MR$R# SS OF CO3/TILT BY ELEMENT (ECT) = 1.184945 ko-| hBNv SS OF SA3 BY ELEMENT (ESA) = 0.042947 Cq mtO?vne SS OF CO3 BY ELEMENT (ECO) = 0.000094 (C{l4 M*XAyo4fI 该列表显示了各表面与各像差贡献的平方和。 我们的思路是,如果某个面的像差很大,即使受到其他表面像差的补偿,如果该面发生变化,那么整体的像差也会发生很大的变化,所以这个时候系统也无法在进行补偿。球差贡献SAT的值为8.363。让我们修改评价函数来降低这个总和。这是新的MACro: )UBU|uYR\ PANT -!_f-Nny VLIST RAD 1 2 3 4 5 7 RsTz3]`yv VLIST TH 2 4 @\{L%y%a0 END KO*# ^+g AANT b,vSE,&xP AEC SP}!v5. ACC \YXzq<7 M 4 1 A SAT Tp
vq5Cz GSO 0 1 5 M 0 0 Ltv!;^Q5 GNO 0 .2 4 M .75 0 OH.lAF4E( GNO 0 .1 4 M 1.0 0 IXjFK END 0PfjD SNAP ylFoYROO SYNO 30 l(&3s:Ud &6ymGo 在这里,我们要求SAT的值为4,并且还要求更精细的光线网格。运行后,透镜稍微改变,如要求的那样,SAT现在的值为4。(L9L1.RLE) 2HA-q),6 现在我们再次运行BTOL,将波前差公差更改为0.1,并指定厚度6的调整。(第一次BTOL运行使用了6的近轴厚度求解,但是如果让程序略微偏离,有时公差会更宽松。 调整将解决这个问题.NOP指令删除所有的近轴解决方案。)我们还指定三个镜片的折射率和阿贝数,这将它们从公差中删除。 在像这样繁琐的系统中,人们总是要求玻璃供应商提供熔点数据,这样可以得到测量的指数,然后用这些值调整设计。 因此,这些值中的误差不再是公差的一部分。 jh7-Fl` CHG o2AfMSt. NOP ^,-2";2Xh END c5 ^CWk K BTOL 2 V\1pn7~V EXACT INDEX 1 3 5 Jd]kg,/ EXACT VNO 1 3 5 ~PaEhj&8 Sj=x.Tr\ TPR ALL V47z;oMXct TOL WAVE 0.1 AW{"9f4 ADJUST 6 TH 100 100 pW[KC! oz.#+t%X$b PREPARE MC |B{@noGX !=uaB. GO (
* &E~g STORE 4 =1MVF _%R]TlL 我们运行这个命令,公差有点宽松。 gWK[%.Jnw BUDGET TOLERANCE ANALYSIS -----B----- $U/|+*
EL. SURF RADIUS RADIUS TOLERANCE THICKNESS THICKNESS TOL 1]&FB{l (RADIUS) (FRINGES) ?hC,49 1 1 -59.38005 0.10772 4.93291 0.58188 0.00500 S4ys)!V1V 1 2 -6.51230 0.00118 4.49176 0.23997 0.00305 *J D-|mK 2 3 -6.10170 0.00105 4.39207 0.26355 0.00498 NIo!WOi 2 4 6.63058 0.00107 3.91104 0.03937 0.00148 5& |