设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
C E|iu!-4
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。 _.{I1*6Y2
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： 8PB 8 h
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） 2Y7u M;8
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： t=;P1d?E;
FETCH 6 >p`ZcFNs"
PANT hr/H vB
VLIST RAD 1 2 3 4 6 m|M'vzu1
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH = pCO1<wR
VY 3 TH 20 3 ^[ 6S]Ft(
VY 5 TH L25v7U
VLIST GLM 1 3 !U "?vS l
END 4l F(..Ix
u)4eu,MBT
AANT ?;YymD_
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION 8#{DBWU
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL *}P=7TuS
S]x\Asj;w
GNR .5 1 3 2 0 c-y`Hm2"
GNR .5 1 3 2 .5 J Q% D6b
GNR .5 1 3 2 .7 ?r'2GR2Sk4
GNR .5 1 3 2 1. #]kO /Mr
GNR .5 1 2 1 0 +B&,$ceyaJ
GNR .5 1 2 3 0 6b wzNY 7
GNR .5 1 2 1 1 V#, jUH|
GNR .5 1 2 3 1 )j+G4
END N \t( rp
=L]GQ=d
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS _+6aD|7x
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES m#,AD,s
U~GQ JR
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： O>3f*Cc
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 rQsYt/
VY 1 G 3 [v Tk*#Cl4
VY 1 G 6 l<)k`lrMX4
VY 1 G 10 aCF=Og
v ACJE
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： +pY-- 5t
SPECIAL SURFACE DATA !dV2:` |+
______________________________________________________________________________ G -V~6
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE })y B2Q0
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) ~zYk,;m
EdTR] }8
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 P[%nD cB
ADEF 1 PLOT. 1W'0h$5^"
'w8p[h
(,
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们看看我们是否可以通过更容易制作的非球面获得类似的性能。 在AANT文件中添加了这些行 '\% Kd+k
M 0 100 CLINK O^~Z-; FA
ADEF 1 2_Gb K-
CD1 FILE 6 _$P1N^}Z s
= CD1 s#
V>+ mU
*TgD{>s
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）。 }0}=-g&
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。 0fog/c#q(
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））： a7}O.NDf
FINAL 5 \A 5Na-/9
ABERRATION LIST i :|e#$x
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT 4x-K0
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 oc"7| YG
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 4+J>/ xiZ
Al+}4{Q+?
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 8 .t3`FGH
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 )I"I[jDw
y& (pt!I
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 U&W/Nj
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 wpg7xx!
<DN 7
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 5KTPlqm0qF
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 gu "@*,hL
Gdz*
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 i`w)d S
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 H.< F6
Zi}j f25
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。 ue*o>iohB
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？ 简单。 当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI问题 "fC>]iA8I
BUFFER? ,AH2/^:%c
`<-/e%8
看看放在哪里。 2(f-0or(
BUFF? I)MRAo
+~"(Wooi
The current FILE BUFFER contains Q<Qd*v &-
1 0.02051954 BEST FIT CV +ryB*nT
2 48.73404382 BEST FIT RD FXul
u6"SX
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT 4 8Jt1^
4 0.50763222 VOL. REMOVED n&2OfBJ
5 0.00097815 PEAK DIFF. eV"s5X[$
6 0.00031781 RMS DIFF. Y+h
?HS
nrR2U`
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？ V
n+a-v
SYNOPSYS AI>ASY 29zMs9oKPP
Dq-[b+bm
SPECIAL SURFACE DATA /!%?I#K{Wq
______________________________________________________________________________ Wm4C(y@
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE V\AY = u
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) (+SL1O P
BO 2s(8
ADEF 1 PLOT = |E8z
u%
PZVH=dagq
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。 <{j;']V;
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。 $ /
g<h
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 xX fv({
M 0 50 CLINK mkq246<D~
ADEF 1 qP-_xpu]R
CD1 FILE 5 4X!4S6JfB
= CD1 ^r,0aNzAs
bB)$=7\
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 p
W@Yr
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： L)qUBp@MW
ADEF 1 FRINGES qHvU4v
_sn<"B%>
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。 Ezev
^O]
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。 kgI8 PybY
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