设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
XN %tcaY
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。 < ?{ic2j#
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： qS?uMms7w
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） 3D^!U }E
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： `c.P`@KA
FETCH 6 $ts1XIK%
PANT SDHJX8Hq
VLIST RAD 1 2 3 4 6 h*B7UzCg
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH 5e|yW0o
VY 3 TH 20 3 W:S?_JM
VY 5 TH zbgH}6b
VLIST GLM 1 3 j[Z<|Da
END ttfCiP$
b2Oj 1dP 1
AANT 0 qp Pz|h
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION &qMt07
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL d]r?mnN W
.u3Z*+
GNR .5 1 3 2 0 y *7 {S{9
GNR .5 1 3 2 .5 $az9Fmta
GNR .5 1 3 2 .7 G;he:Bf
GNR .5 1 3 2 1. w:HR zU>
GNR .5 1 2 1 0
AQm#a;
GNR .5 1 2 3 0 F1GFn|OA
GNR .5 1 2 1 1 vlVHoF;&
GNR .5 1 2 3 1 6.6; oa4j
END q#_<J1) z
,* m{Q
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS `;HZO8
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES )uRR!<"~
K)N'~jCG
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： GAU7w"sE
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 c0f8*O4i
VY 1 G 3 5H }d\=z
VY 1 G 6 , R[<+!RS
VY 1 G 10 %v)+]Ds{
/K :H2?J
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： iT=h }>
SPECIAL SURFACE DATA g+%Pg@[
______________________________________________________________________________ =<[M$"S7d6
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE fM!@cph (8
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) 5b$QXO
TR'<D9kn
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 '4)4* 3z,
ADEF 1 PLOT. ]6;G#
@B9O*x+n:
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 Rg SB?
M 0 100 CLINK ~9Cw5rwH<;
ADEF 1 fRK=y+gl@
CD1 FILE 6 [Wn6d:
= CD1 4Ul* `/d
jZR2Nx}16
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）。 B4t,@,\O
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。 M ,sZ8eeq
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））： r1a/'+
FINAL 5 'k9 Qd:a}
ABERRATION LIST >A>_UT_"
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT $ E-c%-
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 jhB+ ]
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000
(V<pz2\
Yv" -_
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 K`8$+JDP+
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 GsiT!OP]y
%`0*KMO3
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 /NUu^ N
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 9)J)r \
bo[[<j!"I
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 `P jS
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 HY,VJxR[
7VW/v4n
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 qJK-H F:#
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 hx
hs>eY
4\y>pXML-U
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。 GB{Q)L
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 ,:pKNWY)Q
BUFFER? g-<[* nF
3Gt@Fo=
看看放在哪里。 kk ZMoK
BUFF? O# ` y;%
C
A $R
The current FILE BUFFER contains %h}3}p#4
1 0.02051954 BEST FIT CV \9k {h08s
2 48.73404382 BEST FIT RD uO4R5F|tL
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT ~' q&rvk`
4 0.50763222 VOL. REMOVED D)bR-a_^
5 0.00097815 PEAK DIFF. LX7<+`aa
6 0.00031781 RMS DIFF. ~`<_xIvrq
Kgb<uXk
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？ }0 =gP?.kE
SYNOPSYS AI>ASY G$1gk ^G's
0RP{_1k
SPECIAL SURFACE DATA .83z =
______________________________________________________________________________ uZ+vY F^
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE QA #Jx
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) M [6WcH0/T
J-W8wCq`
ADEF 1 PLOT Y 016Xg5
_SqUPTb"u
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。 %i@ Jw
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。 X -_0wR
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 M3YC@(N% k
M 0 50 CLINK \< x{U3 q5
ADEF 1 c{!X DiT]P
CD1 FILE 5 ty b-VO
= CD1 :2-!bLo}&
2$1D+(5;
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 /igbn
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ?Bsc;:KF
ADEF 1 FRINGES uE deA'*^
-}P/<cu:
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。 &I?d(Z=:\
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。 :{x
|
