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optics1210 2018-09-07 14:33

SYNOPSYS 光学设计软件课程十四:更具挑战性的优化

/3MTutM|<X  
ul{u^ j  
从平面平行的表面开始设计了一个七片透镜的镜头,这个镜头很接近我们的设计要求。 该课程旨在展示PSD III优化算法的速度。 FQV]/  
在本课程中,我们将从相同的初始结构开始 - 但在这种情况下,我们希望四个视场都能实现高MTF,并将目录玻璃类型替换为前一课程的玻璃模型。 为了做到这一点,我们将使用自动实际玻璃插入程序ARGLASS s_`PPl_D$K  
这是输入:

q\PHA  
    RLE                 ! The starting system. 启动系统 U#o5(mK  
    ID TEST PSD III [dszz7/L  
    OBB 0 20 12.7 W{0gtT0  
    WAVL CDF {nyQ]Nu"  
    UNITS MM $!+t2P@d.5  
    1 TH 5 GLM 1.6 50 2 TH 5 =1rq?M eX  
    3 TH 5 GLM 1.6 50 4 TH 5 |FF"vRi8a7  
    5 TH 5 GLM 1.6 50 6 TH 5 |sM#nhxK  
    7    TH 5 GLM 1.6 50 9u3~s <  
    8    TH 5 r_sZw@lqJ  
    9    TH 5 GLM 1.6 50 c1v,5c6d j  
    10    TH 5 F TB@70  
    11    TH 5 GLM 1.6 50 N8$MAW  
    12    TH 5 Ol;}+?[Q  
    13    TH 5 GLM 1.6 50 $6~ \xe=  
    14    TH 50 ##%R|P3  
    15 <Pg]V:=g'  
    APS 7 a59l"b  
    END B3p[A k  
    PAD/U         ! Show the initial system. 显示初始系统 +y+-~;5iv  
    PROJECT       ! Start a timer, then define a symbol, AWT, for the aperture weight启动计时器,然后为孔径权重定义符号AWT i(eLE"G+  
    AWT: 0.5     ! almost equal weight over aperture孔径权重几乎相等 9*?H/iN@p?  
    QUIET         ! not showing everything on the monitor speeds things up在显示屏上没有显示F数的一切东西 oB3,"zY  
    PANT          ! Define variables. 定义变量 D,aJ`PK~  
    CUL 1.9       ! Set upper limit of 1.9 on index variables. 在折射率变量上设置上限1.9 9!XW):  
    FUL 1.9 qO5.NIs  
    VY 1 YP1       ! Vary the paraxial stop position. 改变了近轴光阑位置 nN|zEw]  
    VLIST RAD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 >s@6rNgf  
    VLIST TH ALL &FQ]`g3_@  
    VLIST GLM ALL ^1&xt(G  
    END .3(=U Q  
zTFfft<  
    AANT                ! Start of merit function definition. 开始评价函数定义 8[\(*E}d!X  
    AEC a'/yN{?p  
    ACC !Ua74C  
    M 33 2 A GIHT QOG S` fh  
    GSR AWT 5 5 M 0     ! Note how weights are assigned to the several field points. 注意如何将权重分配给多个视场点 V24i8Qx  
    GNR AWT 4 4 M .3   ! This creates a ray grid at the .3 field point这会在.3视场点处创建光线网格 # ;,b4O7@  
    GNR AWT 4 4 M .6   ! These for the 0.6 field point这些为0.6视场点 5 =Os sAr  
    GNR AWT 5 4 M .75   ! These for the 0.75 field point这些为0.75视场点 )N{Qpbh  
    GNR AWT 4 4 M .8   ! These for the 0.8 field point这些为0.8视场点 l8n}&zX  
    GNR AWT 4 4 M 1      ! Full field全视场 &Wj %`T{  
    END {FR#je  
y{Wtm7fnA  
    SNAP 100 X&^8[,"  
    DAMP 1000  (-\ ,t  
    SYNOPSYS 5 Ji7%=_@'-#  
    SYNOPSYS 10 %@<}z|.4  
    SYNOPSYS 15 ^s@?\v  
    SYNOPSYS 100 tS2P|fl  
    ANNEAL 50 10 =2VM(GtK>  
s'LY)_n  
    LOUD           ! Restore output to the monitor将输出恢复到探测器 ~%Y*2i f  
    MERIT? }r&^*" 2=  
PI7M3\z  
    STORE 3           ! Store the results in the library. 将结果存储在库中 {nH.  _  
    ARGLASS 3 QUIET ! Start of ARGLASS input. 开始ARGLASS输入 1>W|vOv"Z?  
    CAT S           ! Specify the Schott glass catalog. 指定Schott玻璃目录 axOdGv5  
    INCLUDE 1 TO 13 ! Do all surfaces.执行所有表面 *Z7W'-  
    PREF           ! Only use preferred glass types仅使用首选玻璃类型 w.qpV]9>  
     SAFE           ! and environmentally safe glasses.环保玻璃 Or&TGwo I  
    GO               ! Execute ARGLASS. 执行ARGLASS )j6VROt  
M9MfO*  
    PROJECT                         ! See how long the job took看看工作花了多长时间 %YhZ#>WT  
     MOF M 0 40 80 0 Q 30 20 10      ! Calculate the MTF over field. 计算视场上的MTF 4|fI9.  
    作业运行约30秒,并产生此结果: P,Fs7  
    RLE iMnp `:*  
    ID TEST PSD III                            180 CT6Ca,  
     WAVL .6562700 .5875600 .4861300 +{ QyB  
     APS               1 Pms"YhyZ7  
     UNITS MM E K ks8  
     OBB  0.000000     20.00000     12.70000    -25.39490      0.00000      0.00000 q#Y%Y  
    12.70000    0 AIR ^ N]u  
       1 RAD     63.9324304819396   TH      6.13775631 -#v1b>ScY  
       1 N1 1.82743442 N2 1.83402633 N3 1.84979432 A{Giz&p  
       1 CTE   0.584000E-05 /?l@7  
    1    GTB S    'N-LASF40        ' < J=9,tv<  
    2    RAD    121.4260973202004   TH      1.00000000 AIR >JVZ@ PV H  
    3    RAD     38.9734739086511   TH     20.57680176 ^{8r(1,  
       3 N1 1.72508287 N2 1.72915286 N3 1.73846093 C=}YKsi|R|  
       3 CTE   0.581000E-05 3O<:eS~  
    3    GTB S    'N-LAK34         ' k<uC[)_  
    4    RAD     87.2688769717594   TH      1.01574402 AIR ysA~Nq@  
    5    RAD     76.7614323395048   TH      3.26054685 %s~MfK.k  
       5 N1 1.72090550 N2 1.72827542 N3 1.74642643 bit&H  
       5 CTE   0.940000E-05 |`9POl=  
    5    GTB S    'N-SF10          ' #5)E4"m  
    6    RAD     19.7361513224512   TH     21.84758786 AIR kS[xwbE  
    7    RAD    -29.7587962681538   TH      1.00000000 Le"$ksu>  
       7 N1 1.83649445 N2 1.84665729 N3 1.87209365 /N+*=LIK I  
       7 CTE   0.846000E-05 8$<jd^w  
    7    GTB S    'N-SF57          ' c@)k#/[[b  
    8    RAD    -38.0771643426431   TH      1.00000000 AIR oDul ?%  
    9    RAD    148.7057065172241   TH      6.45696908 AE1!u{  
       9 N1 1.91038602 N2 1.92285755 N3 1.95457944 [E_6n$w  
       9 CTE   0.590000E-05 P?*$Wf,~n  
    9    GTB S    'N-SF66          ' gq`gitu0  
    10    RAD     84.7349933920333   TH      1.28380951 AIR +_uT1PsBY  
    11    RAD    116.5460118813826   TH     25.45671730 `,~I*}T>5W  
      11 N1 1.64820928 N2 1.65159874 N3 1.65934342 uWR\#D'  
      11 CTE   0.710000E-05 P: &XtpP  
    11    GTB S    'N-LAK7          ' j,QeL  
    12    RAD    -40.6054550188090   TH     18.94463076 AIR 6/B"H#rN  
    13    RAD     70.2471757058936   TH     25.49467569 |cL'4I>b9  
      13 N1 1.84254602 N2 1.85024035 N3 1.86897227 )BudV zg  
      13 CTE   0.737000E-05 $O,$KAC  
    13    GTB S    'N-LASF9         ' #/t^?$8\\  
    14    RAD     73.0342740343945   TH     16.56312158 AIR   15 CV      0.0000000000000   TH      0.00000000 AIR uiDK&@RS  
    END
6sBS;+C  
h9c54Ux  
ARGLASS功能允许您过滤一些选项,这过滤项会影响程序选择玻璃。 例如,您可能只需要便宜的玻璃或耐酸性良好的玻璃。 在本练习中,我们只想使用具有良好环境特性的类型。 这是选择的内容:
|xyN#wi  
    --- ARGLASS 3 QUIET ! START OF ARGLASS INPUT. wI\v5&X-B  
    Lens number     3 ID TEST PSD III iZGc'y  
     GLASS N-LASF40         HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   1; MERIT =   0.248127 kL,bM.;  
     GLASS N-LAK34          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   3; MERIT =   0.370709  49&p~g  
     GLASS N-SF10           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   5; MERIT =   0.772238 Iq.*2aff+  
     GLASS N-SF57           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   7; MERIT =   0.290459 W!4(EdT*Cq  
     GLASS N-SF66           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   9; MERIT =    10.2718 qsn6i%VH  
     GLASS N-LAK7           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  11; MERIT =   0.214292 }|MGYS)  
    GLASS N-LASF9          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  13; MERIT =   0.203867
a5C%OI<  
,%e.nj9  
要检查这些玻璃的属性,我们输入命令
g@hg u   
   列出玻璃属性,所有玻璃
k$?zh$  
%qL0=ad  
并得到一个列表,其中一部分如下所示:
1 *'SP6g  
    *********************************************************** #+V-65v  
    GLASS ATTRIBUTE FOR SURFACE NO.   1 si,fs%D&  
    SCHOTT         N-LASF40 BO<I/J~b  
    GLASS IS A PREFERRED TYPE. Y!* \=h6h  
    GLASS IS ENVIRONMENTALLY SAFE (NO Pb OR As). t a_!  
Zp]{e6J  
    PRICE   BUBBLE   HUMIDITY   STAIN   ACID RESIST   ALKALI RESIST   SP GRAVITY "WR)a`$UR  
      6.0       1        1       2        5        1       4.55  THIS GLASS HAS A LIST OF TRANSMISSION VALUES ATTACHED B P%>J^  
    VALID RANGE OF TRANSMISSION DATA: vs;T}' O  
    LOW     HIGH K?:rrd=7q  
     0.365   2.500 ,  A?o  
    GLASS HAS SELLMEIER INDEX COEFFICIENTS: %k @"*  
     0.1985503E+01 0.2740570E+00 0.1289457E+01 0.1095833E-01 0.4745516E-01 0.9690853E+02 .^8 x>~  
    GLASS HAS 6 DNDT VALUES FROM GLASS TABLE: jdiFb~5R  
     8.1000E-06  1.2500E-08 -1.7300E-11  8.2700E-07  1.0800E-09  2.3800E-01 =FQ]eb*  
    THERMAL COEFFICIENT (ALPHA) =  0.584E-05 `=^;q 6f  
    ***********************************************************
/ 2>\Z(  
1?sR1du,  
如果这看起来像你所追求的那样,将ADT监视器添加到AANT文件中并进一步优化以修复薄透镜。分析镜头以找出问题,然后告诉AANT。 bS_fWD-  
我们建议您自己运行此练习。尝试更改一些视场权重或孔径权重,然后再次运行。结果对这些变化非常敏感,当你设计自己的镜片时,你需要了解哪些控制有效,哪些控制无效。 o,(MB[|hQ  
这个例子从平面平行板开始,产生了一个相当不错的镜头。如果你运行它会发生什么。 = 7pLU+ u  
(该程序以非零光焦度开始,根据其规则分配,并发现更多设计。)我们尝试了解这个问题,并得到了更好的解决方案。调整输入变量以查看发生的情况。 vQ"EI1=7Z  

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