设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
btIh%OM
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。 k0!D9tk
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： %~YQl N
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） ($:JI3e[;
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： 5 }F6s
FETCH 6 PVUNi: h
PANT QzA/HP a
VLIST RAD 1 2 3 4 6 zd#/zUPI
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH Q-Rt
VY 3 TH 20 3 9 A1w5|X
VY 5 TH Nyo ,6 AA
VLIST GLM 1 3 &|)
(lX
END YM]ZL,8
SZ"^>}zl=
AANT {
w :9w
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION zj9 aaZ}
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL z3p #`
@awN* mO
GNR .5 1 3 2 0 `(?x@Y>.Ht
GNR .5 1 3 2 .5 [P"R+$"
GNR .5 1 3 2 .7 RVb}R<yU+
GNR .5 1 3 2 1. "M5&&\uT
GNR .5 1 2 1 0 s7TV@Y)
GNR .5 1 2 3 0 =8) q-{p3
GNR .5 1 2 1 1 mbRN W
GNR .5 1 2 3 1 B~2\v%J
END } ~#^FFe
9b*1-1 "
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS _"#ucM=B:-
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES dLI`\e<r&[
rnC u=n
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： S vR ? nN|
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 S[W|=(f9
VY 1 G 3 5UHxB"`C
VY 1 G 6 #s '
VY 1 G 10 L(!mm
zSFqy'b.M-
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+9_ KU q
SPECIAL SURFACE DATA NP*M#3$[
______________________________________________________________________________ ,ZL g=
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE t'0dyQ%u
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) U 4@W{P02
_ GK3]F0
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 5=--+8[ bV
ADEF 1 PLOT. +k4 SN
A_WtmG_9
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们看看我们是否可以通过更容易制作的非球面获得类似的性能。 在AANT文件中添加了这些行 Z[{ :
`
M 0 100 CLINK =K2mR}n\;
ADEF 1 JH0L^p
CD1 FILE 6 &% \`Lwh
= CD1 q"[8u ]j
^l\^\ >8
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 9}2E +
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 =pP0d vn
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用方便的FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： L4'FL?~I
FINAL 5 IL]VY1'#
ABERRATION LIST ^#4?v^QNh
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT %CP:rAd`M.
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286
B )M& FO
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 Vuqm{bo^
>9.xFiq<
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 ^^I3%6UY
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 iZ3%'~K<3J
0#rv.rJ{
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 Ge> % ?\
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 I!ykm\<
|E)Es!dr
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 Ppzd.=E
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 \&p MF
XKU+'Tz
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 #D$vH
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 0} UJP
,rp-`E5ap
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。 eswsxJ/!
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 hel iL/
BUFFER? GP5Y5 )
P/'~&*m-
看看放在哪里。 0omg%1vt<A
BUFF? PL#8~e;'
Xh/i5}5 t
The current FILE BUFFER contains j3bTa|UdT
1 0.02051954 BEST FIT CV (c<Krc
h
2 48.73404382 BEST FIT RD wR?M2*ri
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT [y73
xF
4 0.50763222 VOL. REMOVED #cBt@SEL'
5 0.00097815 PEAK DIFF. d))(hk:
6 0.00031781 RMS DIFF. l GI5
9K@>{69WQ
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？ uw@z1'D[i"
SYNOPSYS AI>ASY D@yg )$;z
Ey 77]\
SPECIAL SURFACE DATA _be*B+?2 t
______________________________________________________________________________ *=1;HN3
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE zv]-(<B
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) zn T85#]\@
%($qg-x
ADEF 1 PLOT E/ <[G?
K2TO,J3 E
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。 hv'~S
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。 h 94SLj]
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 O /wl";-
M 0 50 CLINK
';x .ry
ADEF 1 jGz s; bE
CD1 FILE 5 M#J OX/
= CD1 ,|_ewye
{}?s0U$5
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 @.gT&Hq
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： dhN[\Z%
ADEF 1 FRINGES I?v)>| |Q
t@1e9uR
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。 )^uLZMNaI
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。 c h<Fi%)
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