设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
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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。 nC>#@*+jK
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： 5O) Z}
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） ~zYp(#0op
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： e(!a~{(kq%
FETCH 6 V FG)|Z
PANT T
0^U
]C
VLIST RAD 1 2 3 4 6 x-%nnC6e
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH RZ?>>Ll6
VY 3 TH 20 3 \6C"bQ
VY 5 TH *%8,G'"r?
VLIST GLM 1 3 FV F: 1DT
END lzm9Cl kfH
|,} QhR
AANT 5{cAawU.
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION K8e >sU.
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL /vU9eh"%
Do2y7,jv
GNR .5 1 3 2 0 {9C(\i +
GNR .5 1 3 2 .5 W>1\f0'
GNR .5 1 3 2 .7 5|H?L@_9
GNR .5 1 3 2 1. )NyGV!Zuu
GNR .5 1 2 1 0
QouTMS-b
GNR .5 1 2 3 0 ugMJ} IGq
GNR .5 1 2 1 1 +cj NA2@
GNR .5 1 2 3 1 CR,
Y%0vQ
END BB>7%~3f
%J+ $p\c
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS Xwx;m/
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES Kz ^aW
w8@MUz}/#
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： L i< c
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 G%'h'AV"
VY 1 G 3 @&h<jM{D
VY 1 G 6 eeL%Yp3+
VY 1 G 10 PT\5P&2o@
%e1<N8E4
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： li; P,kg$
SPECIAL SURFACE DATA xn6E f"
______________________________________________________________________________ jp[QA\
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE O`@$YXuD
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) XP{ nf9&
I~q}M !v~
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 ;q$<]X_S)}
ADEF 1 PLOT. MTLcLmdO
/~AwX8X
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 BE3~f6 `
M 0 100 CLINK e3(0L I
ADEF 1 L^ +0K}eD
CD1 FILE 6 *w@>zkBl
= CD1 (:[><-h.
JaIj 9KLNX
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）。 0udE\ /4!^
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。 yM#W,@
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））： czHO)uQ?d`
FINAL 5 ?V7[,I1?
ABERRATION LIST -lAA,}&+!
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT kWoy%?|RRa
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 '{7A1yJnY%
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 QQrvT,]
uO":\<1#
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 O+'Pq,hn
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 qrt+{5/t
MhJ`> .z1
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 Z2
t0l%
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 N%Lh_2EzqV
Y-,#3%bT;;
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 wvUph[j}J
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 c)Y I3G$
y ru N 5
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 g5T~%t5lo
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 2b3*zB*@V
Y
%<B, 3
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。 ! Noabt
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 ^ro?.,c T
BUFFER? D/{-
y:v0& 9L
看看放在哪里。 "M? (Ax
BUFF? 3w^q 0/ GD
c<4pu
The current FILE BUFFER contains rc;| ,\
1 0.02051954 BEST FIT CV ;>CmV C'/
2 48.73404382 BEST FIT RD }>h?W 1
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT !CsoTW9C:
4 0.50763222 VOL. REMOVED Duz}e80
5 0.00097815 PEAK DIFF. !_c<j4O
6 0.00031781 RMS DIFF. mFo6f\DHr`
b [u_r,b
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？ 5E.cJ{
SYNOPSYS AI>ASY .Q?AzU,2D
40 :YJ_n
SPECIAL SURFACE DATA b"f 4}b
______________________________________________________________________________ b$B5sKQ
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE 9MGA#a
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) 35c9 c(A
;Y)?6^"
ADEF 1 PLOT [F6=JZ
i#Wl?(-i
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。 v#nFPB=z
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。 ff{ESFt D
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 i5)trSM|
M 0 50 CLINK *1>XlVx,
ADEF 1 9g 2x+@5T^
CD1 FILE 5 KH@M &
>=^
= CD1 n#x{~oQc
}uZh o A
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 t#<q O6& B
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： fTH?t_e
ADEF 1 FRINGES WM>9sJf
Q.cxen
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。 .11iu lQ
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。 &#d;dcLe
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