设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
BC #C9|n
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。 D 6Ui!
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： 3>AMII
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） s}9 S8@#
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： M*, -zGr
FETCH 6 )._; ~z!
PANT KNvZm;Q6
VLIST RAD 1 2 3 4 6 Uw. `7b> B
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH mb TEp* H
VY 3 TH 20 3 rdP[<Y9
VY 5 TH ^e _hLX\SW
VLIST GLM 1 3 dO<ER Y
END 3 *"WG O5
w !-gJmX>
AANT Bi 3<7
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION s4y73-J^.v
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL N 1}sHyVq7
!}#8)?p
GNR .5 1 3 2 0 *=/ { HvJ
GNR .5 1 3 2 .5 {9&;Q|D z
GNR .5 1 3 2 .7 (z {#Eq4
GNR .5 1 3 2 1. 9}!qR|l3nR
GNR .5 1 2 1 0 /tx]5`#@7]
GNR .5 1 2 3 0 Eex~xiiV
GNR .5 1 2 1 1
NI76 U
GNR .5 1 2 3 1 \O3m9,a
END [I,Z2G,Jb
eCU:Q
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS KK/tu+"
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES S"bg9o
o4F2%0 gJ
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： a
od-3"7[
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 ~*&H$6NJS
VY 1 G 3 -8ywO"6
VY 1 G 6 jKAEm
VY 1 G 10 jjRi* ^d9
~ ?Qe? hB
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： *SbMqASv4G
SPECIAL SURFACE DATA OhQgF
______________________________________________________________________________ UJAv`yjG
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE gZ3u=uME
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) Ct <udO
0y 'H~(
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 m{Wu"
;e
ADEF 1 PLOT. `_Zg3_K.dS
36&e.3/#
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们看看我们是否可以通过更容易制作的非球面获得类似的性能。 在AANT文件中添加了这些行 B:yGS*.tu
M 0 100 CLINK ^+>laOzC`8
ADEF 1 ok"k*?Ov
CD1 FILE 6 -n~1C {<
= CD1 ` x Ex^P^7
O_ muD\
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 7?!d^$B
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。
9]([\% )
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））： "yy5F>0Wt
FINAL 5 bivuqKA
ABERRATION LIST $P s| H N
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT }# RakV4
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 ~|D Ut
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 ~~/|dh5
I3{PZhU.
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 F h&G;aEq
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 y4
#>X
9rA0lqr]5
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 } ^ ~F|
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 $lfn(b,
$D~0~gn~
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 ~f&E7su-6+
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 w _ "E*9
:(U ,x<>
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 [ :
n'k
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 z3{ G9Np
z> 1Pz(
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。 s0TORl6Z|
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？ 简单。 当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI问题 pGP7nw_g
BUFFER? u"r`3P`
?um;s-x)
看看放在哪里。 P [G)sA_"
BUFF? "b~+;<}Q
6##_%PO<m
The current FILE BUFFER contains #X+JHl
1 0.02051954 BEST FIT CV 60^`JVGWH
2 48.73404382 BEST FIT RD 6fE7W>la
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT sg^zH8,3
4 0.50763222 VOL. REMOVED !,_u)4
5 0.00097815 PEAK DIFF. K C*e/J
6 0.00031781 RMS DIFF. x xHY+(m
Z\bmW%av
位置编号6具有所需的RMS差异 - 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ w8")w*9Lmg
SYNOPSYS AI>ASY XAD- 'i
V@.Ior}w
SPECIAL SURFACE DATA zH 72'"w
______________________________________________________________________________ 7y'RFD9@{
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE ozyX$tp
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) ( U D nsF
;>%r9pz ~
ADEF 1 PLOT kUb>^-
-K
CImWd.W9~
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。 ].avItg
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。 k& M;,e3v6
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 v 4a8}G
M 0 50 CLINK `$Y.Y5mGtJ
ADEF 1 [~+wk9P
CD1 FILE 5 >>4qJ%bL
= CD1 &Q/ W~)~
^ x ]r`b
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 udK% >
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： #H&|*lr
ADEF 1 FRINGES &C5_g$Ma.Z
wA ,6bj
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。 ''cInTCr
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。 B&M%I:i
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