设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
,Utp6X
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。 e;R5A6|
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： O2?ye 4uq
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） 7$+n"Cfm
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： 1K&z64Q5J
FETCH 6 q-3%.<LL
PANT K.n #;|
VLIST RAD 1 2 3 4 6 Iu^# +n
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH a d8kUHf
VY 3 TH 20 3 Sb+pB58&N
VY 5 TH P}y}IR{6
VLIST GLM 1 3 Slcf=
END iTi<X|X
SY_T\
}
AANT 0n|op:]BHM
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION ' D+h_*H
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL |f&)@fUI
9 W> <m[O
GNR .5 1 3 2 0 r}MXXn,f
GNR .5 1 3 2 .5 /pZLt)=P
GNR .5 1 3 2 .7 V=
U=
GNR .5 1 3 2 1. B@` 87
GNR .5 1 2 1 0 $%"i|KTsv:
GNR .5 1 2 3 0 &xMR{:
GNR .5 1 2 1 1 pj G6v(zK
GNR .5 1 2 3 1 v_"p)4&'
END {3]g3mj
ngj=w;7~+
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS M2_sxibI
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES 11}X2j~Ww
| Uf6k`
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： ^[Cpu_]D
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 Q5b?-
P
VY 1 G 3 $& Ng *oX
VY 1 G 6 kXA
o+l
VY 1 G 10 |\%[e@u
B1 oi]hDy
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： : I28Zi*
SPECIAL SURFACE DATA T>e!DOW;
______________________________________________________________________________ X"YH49?
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE :Tq vL'9o
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) _>%P};G{>
_?kjIF
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 FA<|V!a
ADEF 1 PLOT. ;BUJ5
O7 % <(
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 ;3OQgKI
M 0 100 CLINK M.))UKSF
ADEF 1 ^&buX_nlO
CD1 FILE 6 B> *zQb2:
= CD1 AHc:6v^
bO>q`%&
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）。 X:bv
?o>Y
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。 NypM+y
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））： MWl?pG!Y
FINAL 5 #'fh'$5"
ABERRATION LIST k'E3{8<!
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT :0x,%V74_!
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 u+UtvzUC
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 S.1\e"MfI
ma[%,u`
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 (+ q#kKR
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 N7:=%F y(
h3D~?Iom
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 ;=
^ kTb`X
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 bD*V$w*P
. > [d:0
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 Osncl5PD)
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 <0T5W#H`D
B,@geJ
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 (? j $n?p
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 g"aWt%
P
<q j NX-|
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。 XG F jqZr`
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？ 简单。 当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI问题 m}&cX Y
BUFFER? |C}n]{*|
C4wJSQl _I
看看放在哪里。 r8>(ayJ ,
BUFF? b5K6F:D22
@v{lH&K:;
The current FILE BUFFER contains s+IU%y/9$a
1 0.02051954 BEST FIT CV A/V"&H[
2 48.73404382 BEST FIT RD Ot q`4 5
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT yN}upYxp
4 0.50763222 VOL. REMOVED 1{D_30sG.
5 0.00097815 PEAK DIFF. ^*JpdmVhu
6 0.00031781 RMS DIFF. hbl%<ItI49
#yz5CWu
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？
QcQQQM
SYNOPSYS AI>ASY 0qP&hybL[(
XJJdCv^
SPECIAL SURFACE DATA > SRUC
______________________________________________________________________________ Axp#8
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE .x\fPjB
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) #=@H-ZuD7
]gHxvT\E
ADEF 1 PLOT qZw4"&,j$
>d#oJ?goX
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。 T}')QC&wQ
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。 VG FWF3s
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 m BW E^
M 0 50 CLINK nADt8
ADEF 1 [4qCW{x._
CD1 FILE 5 >! u@>
= CD1 fzcPi9+
~{69&T}9
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 }{FKs!(4
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： Qa*?iD
ADEF 1 FRINGES Twqkd8[
'zYKG5A
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。 KKMzhvf]#
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。 dzA5l:5
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