设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
d1~_?V'r]
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。 *3_f &Y
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： *%T)\\H2
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） cS D._"P
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： U TDcX
FETCH 6 6%gB
E
PANT 9^ >M>f"
VLIST RAD 1 2 3 4 6 AezvBY0'`z
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH ~!nLbK2
VY 3 TH 20 3
JJ/1daj
VY 5 TH NI5]Nz<?
VLIST GLM 1 3 ex`
xkZ+
END .
]o3A8
ioC@n8_[G
AANT >aEL;V=}P
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION V&Xi> X8
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL !;o\5x<'$O
May&@x/oMS
GNR .5 1 3 2 0 K<@[_W+
GNR .5 1 3 2 .5 `y\* m]:
GNR .5 1 3 2 .7 tmO;:n <N
GNR .5 1 3 2 1. eecw]P_?
GNR .5 1 2 1 0 _4P;+ Y
GNR .5 1 2 3 0 }Vvsh3
GNR .5 1 2 1 1 ^ckj3Y#;
GNR .5 1 2 3 1 e#>tM
END jW-;4e*H=V
T)WZ_bR
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS m"lE&AM64p
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES BRQ"A ,
6m4Te|
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： 9o-!ecx}
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 B0f_kH~p~
VY 1 G 3 #|qm!aGs
VY 1 G 6 N H'1rt(w
VY 1 G 10 NTqo`VWe
W8f`J2^"M
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数：
MKU7fFN.
SPECIAL SURFACE DATA K! 3{M!B
______________________________________________________________________________ m)s
xotgXf
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE No:^hY:F8
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) n!GWqle
`.{U-U\
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 yh S#&)O
ADEF 1 PLOT. !G7h9CF|{
:/+>e
IE
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们看看我们是否可以通过更容易制作的非球面获得类似的性能。 在AANT文件中添加了这些行 ]#F q>E
M 0 100 CLINK bfFmTI$,
ADEF 1 Tdg6kkJ
CD1 FILE 6 _ 1sP.0 t
= CD1 2 =>*O
@4;&hP2Z:
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）。 #nKRTb+{
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。 X]qCS0GD'
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））： x_yF|]aI!
FINAL 5 f2NA=%\
ABERRATION LIST kEO1TS
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT z VdKYs i^
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 g;8M<`qvf
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 +Y7Pg'35
l{8CISO*
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 ASR-a't 6
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 J fMJF[Mb
h-7A9:
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 ;v_ls)_,-
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 zt?h^zf}
s}wO7Df=+
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 I-, >DLG
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 qmEoqU
`aIG;@Z
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 5:c;RRn
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 L/BHexOB
HL@TcfOe~
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。 cv= \g Z
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 ?9p$XG
BUFFER? OZ^h\m4
_
\l
HI
看看放在哪里。 Q\|18wkW
BUFF? SZ/(\kQ6
mH)OB?+lq
The current FILE BUFFER contains wazP,9W?
1 0.02051954 BEST FIT CV ]oEQ4
2 48.73404382 BEST FIT RD ? ~,JY
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT Je^Y&a~
4 0.50763222 VOL. REMOVED &3 I$8v|!?
5 0.00097815 PEAK DIFF. ilv _D~|
6 0.00031781 RMS DIFF. 'j }g
to'j2jP
位置编号6具有所需的RMS差异 - 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ p5-<P?B
SYNOPSYS AI>ASY y:.?5KsPI
&U&Zo@ot"x
SPECIAL SURFACE DATA jn^fgH ?
______________________________________________________________________________ ]U[&uymax
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE +C_*Vs@4
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) zks# Ez Q
eQ<x p A
ADEF 1 PLOT @V$I? iXV
Zi/-~' )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。 dKm`14f]@G
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。 ")E D)&e
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 E67XPvo1+@
M 0 50 CLINK D^u\l
ADEF 1 q!&B6]
CD1 FILE 5 'irGvex
= CD1 tq&Y ek>C
n' ?4 .tb
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。
%}h`+L
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： )Oiev u_"|
ADEF 1 FRINGES , ]7XMU3
6.'$EtH
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。 ? L\z}0#
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。 Vv7PCaq
|
