设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
Ys |n9p W
在本课中，将展示如何将非球面项添加到球面，从而改善图像。 然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。 (h;4 irfX
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： __Ei;%cV
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） $ K>.|\
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： <C0~7]XO
FETCH 6 _G]f
v'
PANT 3=( Gb
VLIST RAD 1 2 3 4 6 96Kv!
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH cTW3\S=
VY 3 TH 20 3 Vo*38c2
VY 5 TH Na8%TT>
VLIST GLM 1 3 V@6,\1#`|
END Y0`=h"g
R{zAs?j
AANT RtZK2
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION ^(5Up=.EA
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL %hcn|-" F
|7G +O+j
GNR .5 1 3 2 0 .6I*=qv)NA
GNR .5 1 3 2 .5 cfn\De%.
GNR .5 1 3 2 .7 4,D$% .
GNR .5 1 3 2 1. o5(`7XV6D
GNR .5 1 2 1 0 ~s_n\r&23
GNR .5 1 2 3 0 0"q ^`@sZ
GNR .5 1 2 1 1 s&-m!|P
GNR .5 1 2 3 1 a#i;*J
END *m_B#~4
3R!?r^h
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS |L
XYF$
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES c#l W ?
$2l<X KT-
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： 8*O]
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 y_bb//IAG
VY 1 G 3 {<f_,Nlc
VY 1 G 6 # fvt: iE
VY 1 G 10 [UqJ3@ >
)m . KV5K!
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： q'u^v PO
SPECIAL SURFACE DATA 0<3)K[m~H
______________________________________________________________________________ 7s#,.(s
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE lCmT m
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) 1\G S"4~P
zd1X(e<|{
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 H^ UuT
ADEF 1 PLOT. #:E}Eby/6I
-[\+~aDH,
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们看看我们是否可以通过更容易制作的非球面获得类似的性能。 在AANT文件中添加了这些行 \^7D% a=;C
M 0 100 CLINK rkw^ RW^
ADEF 1 6.X| . N
CD1 FILE 6 sC
,[CN:b
= CD1 t?&
a?6:J
,Jqi J?,4C
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 _M.7%k/U8
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 fB~BVYi
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用方便的FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： oqu; D'8
FINAL 5 3@'3U?Hin
ABERRATION LIST fQZ,kl
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT d@o 1< Q
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 v;=F $3
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 zoFCHs r
t[L0kF9en
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 yXg #<H6V
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 /%W&zd=%#
Qx$C oY
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 R $vo
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 }bwH(OOS
I)@b#V=
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 xiv1y4(%
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 -)S(eqq1
`tmd'
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 Yv="oG!xL
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 :T aequk
|7
.WP; 1
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。 ~0S_S +e
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？ 简单。 当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI问题 KW&5&~)2
BUFFER? XJ\ j0
gQXB=ywF
看看放在哪里。 51:NL[[6
BUFF? HvhP9_MB
~_XJ v
The current FILE BUFFER contains )~(( 6?k4e
1 0.02051954 BEST FIT CV K,p Q 11J
2 48.73404382 BEST FIT RD -Xm/sq(i)%
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT 5u(B]_r.
4 0.50763222 VOL. REMOVED ^c QTRO|
5 0.00097815 PEAK DIFF. u$A*Vsmr
6 0.00031781 RMS DIFF. 1y/_D$ ~ZO
B?;!j)FUtt
位置编号6具有所需的RMS差异 - 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ :?LUv: G
SYNOPSYS AI>ASY )ad-p.Hus
Gag=GHG
SPECIAL SURFACE DATA G}MJWf Hl
______________________________________________________________________________ U
_QCe+
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE %hEhZW{:
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) JqX+vRY;dd
})zYo 7
ADEF 1 PLOT Re`'dde=
bf9LR 1
现在RMS差异仅为0.00018。 在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。 .?C-J
现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 }p2YRTH x
通过简单地拾取FILE 5而不是6，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。让我们试试这个想法。 将额外的AANT条目更改为 U9uy (KOW
M 0 50 CLINK !KYX\HRW
ADEF 1 @Yv +L)
CD1 FILE 5 VeLuL:4I
= CD1 hB]\vA7
O@$wU9 D<
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 ^xB=d S~
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： 4 [\[Ho
ADEF 1 FRINGES @wzzI 7}C
_ {d0Nm
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 x *p>l !
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时注意它们易于制造。 (T0%oina
|
