设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
Gf.o {
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。 JNCtsfd
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： |W];v@b\y
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） ``CADiM:S
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： 3`8xh 9O
FETCH 6 }r<^]Q*&p
PANT !sWBj'[>
VLIST RAD 1 2 3 4 6 %+J*oFwQu
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH .[ s82c]]6
VY 3 TH 20 3 Av4E ?@R
VY 5 TH 7OHw/-j\
VLIST GLM 1 3 l[{}ZKZ
END 6;V 1PK>9
IcA~f@
AANT HKw 4}FC*
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION Bq`kVfx
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL ?MB nnyo6
mSeN M
GNR .5 1 3 2 0 ay[*b_f
GNR .5 1 3 2 .5 &cE,9o%FZ
GNR .5 1 3 2 .7 BBj"}~da
GNR .5 1 3 2 1. Ux]@p rA q
GNR .5 1 2 1 0 xK 'IsMo[
GNR .5 1 2 3 0 ^ Z+ D7Q
GNR .5 1 2 1 1 p8J"%Jq}
GNR .5 1 2 3 1 3&:fS|L~c
END uS,$P34^oy
yBKlp08J
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS ?!-i m*~w
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES ,Yz+?SmSZ&
( Ad! hyE(
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： AW68'G*m
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 M lwQ_5O
VY 1 G 3 [GM<Wt0
VY 1 G 6 O,#[m:Ejb
VY 1 G 10 OO>2oH
BT0hx!Ti
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： LXl ! !i%
SPECIAL SURFACE DATA L,L7WObA
______________________________________________________________________________ F
tjm@:X
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE NE"fyX`
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) q>X 2=&1
w7u >|x!
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 < Ifnf 6~
ADEF 1 PLOT. =Y[ Ae7e
KYN{iaj
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 M+:wa@K l
M 0 100 CLINK z& jDO ex
ADEF 1 wYG0*!Vj
CD1 FILE 6 k*^W
lCZ3
= CD1 Pq%cuT%
Z]d]RL&r
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）。 o5R40["
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。 dW68lVWq_
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））： YvX I
FINAL 5 3R {y68-S
ABERRATION LIST *Cw2 h
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT 9v0|lS!-
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 W[s>TDc`v
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 ow "Xv
(z7#KJ1+Aw
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 1O4" MeF
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 ZbUf|#GTB
KHtY
+93
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 ^cm^JyS)
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 zdE^v{}|
oDa{HP\O]W
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 /jD' o>
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 4a C#Cv:0
X $f%Ss
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 iX F aQ
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 >^&+,*tsS4
(6nw8vQ
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。 5FxU=M1gF
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？ 简单。 当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI问题 k9n93I|Cm
BUFFER? R8l 9i2
iY-dM(_:]
看看放在哪里。 L%FL{G
BUFF? s? Kn,6Y
nKdLhCN'=
The current FILE BUFFER contains c3##:"wr
1 0.02051954 BEST FIT CV b3+PC$z2 h
2 48.73404382 BEST FIT RD WmA578|l!
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT VzesqVx
4 0.50763222 VOL. REMOVED HdM;c*K
5 0.00097815 PEAK DIFF. @ d\F; o<
6 0.00031781 RMS DIFF. JN_#
[S$
OjZ@_V:
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？ g5)VV"
SYNOPSYS AI>ASY Ee O{G*pq
Tx*m
p+q
SPECIAL SURFACE DATA /!h W6u5
______________________________________________________________________________ }wV rmDh \
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE -M jRFa
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) :&m(W Z \
lK-I[i!
ADEF 1 PLOT cc[w%jlA#
&>o)7H];
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。 VZ8L9h<{"
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。 jkq+j^
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 $dR%8@.H
M 0 50 CLINK Q *he%@w
ADEF 1 {F j`'0Xu;
CD1 FILE 5 k{~5pxd-t
= CD1 Gkl#s7'
KjadX&JD
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 6{M.S}.^
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： T1E{NgK
ADEF 1 FRINGES $IHa]9 {
:|a[6Uwl\V
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。 ]Uu/1TTf
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。 >97N
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