设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
D `V.gV]
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。 |</) 6r
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： FINHO058^Y
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） 4* E5@{D
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： :-Py0{s
FETCH 6 gGM QRRq
PANT 1 JIU5u)
VLIST RAD 1 2 3 4 6 +w?R4Sxjn
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH tk=S4 /VWv
VY 3 TH 20 3 dkCU U
VY 5 TH pz)>y&_o
VLIST GLM 1 3 { %]imf|g.
END >zL5 *:G
`JPkho
AANT =8<~pr-NO
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION kmt1vV.9
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL %8xRT@Q
h4F%lGot
GNR .5 1 3 2 0 N IbK3`1
GNR .5 1 3 2 .5 ]PoWL;E'
GNR .5 1 3 2 .7 >{:hadUH
GNR .5 1 3 2 1. ! d!u{1Y&
GNR .5 1 2 1 0 vW vu&3tx
GNR .5 1 2 3 0 S7PWP< 9
GNR .5 1 2 1 1 66" 6>
GNR .5 1 2 3 1 c>^(=52Q
END Yb/*2iWX
nQ_{IO8/6W
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS P#XV_2
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES x(eX.>o\
\( #"g
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： PRTjXq6)5
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 l$EN7^%w
VY 1 G 3 {)!>e
VY 1 G 6 >X05f#c"v/
VY 1 G 10 zhFm2
y* -_
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： h3 XS t
SPECIAL SURFACE DATA Z
f\~Cl
______________________________________________________________________________ *`Vm ncv3
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE /9I/^i~
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) :Ez, GA k
DR:$urU$
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 zB`woI28
ADEF 1 PLOT. tLfhW1"
lNa+NtQu
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 15<? [`:6
M 0 100 CLINK OVe0{}
j
ADEF 1 F!0iM)1o
CD1 FILE 6 bG@ 2f"
= CD1 >5L_t
LjG^c>[:m
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）。 SFDTHvXu#_
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。 'EA skA] *
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））： wL
4Y%g
FINAL 5 A& ~fw^HM
ABERRATION LIST ~S\L(B (
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT d`B<\Y#{Us
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 #m{* ]mY@
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 !#O [R S
~:bdS 4w
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 Ws@'2i\;
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 V\<2oG
Z}dK6h5+'
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 Ls9NQy
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 ?[NC}LC
TI <
x;p
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 #[lhem] IC
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 &o;0%QgF
!ou#g5Q@z
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 \BXzm ok
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 Zg(Y$ h\
FH Soj=
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。 TD}<U8I8_
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 H,X|-B
BUFFER? UlE%\L0GD&
fj5 g\m
看看放在哪里。 D'#Q`H
BUFF? #lLUBJ#:
([u|j
The current FILE BUFFER contains k5.5$<< T
1 0.02051954 BEST FIT CV 0d9z8y
2 48.73404382 BEST FIT RD RQx8Du<
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT A> yU0\A
4 0.50763222 VOL. REMOVED :/;/mHG]
5 0.00097815 PEAK DIFF. cj8cV|8@
6 0.00031781 RMS DIFF. 1jl !VU6
.9qK88fU R
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？ r<e% ;S
SYNOPSYS AI>ASY 9RaO[j`
XWp8[Cx s
SPECIAL SURFACE DATA #]@HsVXh7
______________________________________________________________________________ d qn5G!fI
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE
KeQcL4<
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) )S)L9('IxT
=#b@7Yw:
ADEF 1 PLOT 5G* cAlU
F3qK6Ah.
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。 )?*YrWO{
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。 0 Z9DewwP
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 L8QWEFB|
M 0 50 CLINK @Iv;y*y
ADEF 1 >d 2Fa4u3
CD1 FILE 5 az(<<2=
= CD1 y LX $SR
Ic#xz;elM
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 *glZb;_
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： `C+<! )2
ADEF 1 FRINGES #&&T1;z"#
W_\zx<m
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。 _/s"VYFZ
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。 /~[Lr
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