设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
` dgZ `#
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。 /kqa|=-`q
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： kq> I?wg
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） H6M G5f_
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： q]Af I(
FETCH 6 V?n=yg
PANT 3
5p) e c
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ac o w
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH ugs9>`fF&
VY 3 TH 20 3 4
udW 6U
VY 5 TH OyIIJ!(
VLIST GLM 1 3 1 -s G`%
END Z)<lPg!YAR
.i3_ D??
AANT ,-S Wrp`f
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION sc y_
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL 3yLJWHO%W
-o@L"C>
GNR .5 1 3 2 0 SL`nt
GNR .5 1 3 2 .5 3qy 4 nPg
GNR .5 1 3 2 .7 2k^'}7G%
GNR .5 1 3 2 1. !d1a9los
GNR .5 1 2 1 0 ZQ_AqzT3D
GNR .5 1 2 3 0 fN6n2*wr(
GNR .5 1 2 1 1 e. R9:
GNR .5 1 2 3 1 sE[
Yg8yAt
END 1/J6 <FVq
V}Ce3wgvA
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS &W*^&0AV
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES I
M G^L
8Y/1+-
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： EvF[h :C2
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 )Cd.1X8
VY 1 G 3 + .QJZo_
VY 1 G 6 FzG>iC}
VY 1 G 10 XmN8S_M>v
cVDcda|PE
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： 5 &0qr$
SPECIAL SURFACE DATA +t J 7Z R%
______________________________________________________________________________ ==EB\>g|
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE ZWQ/BgKB
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) ;?%_jB$P
mB"1Qt D
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 t$rla _rbY
ADEF 1 PLOT. (QQkXlJ
rl]K :8*
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 /dHIm`. Z
M 0 100 CLINK )T^xDx
ADEF 1 -\2hSIXj
CD1 FILE 6 ?/8V%PL~$
= CD1 J|`.d46
:TkM S8
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+3 VK
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。 z7TyS.z
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））： I
moxg+u
FINAL 5 `4 g}( -
ABERRATION LIST 45WJb+$
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT ilAhw4 A
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 13+. >
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 qQ 8+gZG$R
=nqHVRA
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204
UqNUX?(
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 Y(R.<LtY
uF<?y0t
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 4is s j$
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 o7@C$R_#
bP> Kx-%q
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 \>X!n2rLZe
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 =}.gU WV
,e$6%R
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 <~uzKs0
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 GxEShSGOE
m=SI *V
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。 opMn Lor
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？ 简单。 当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI问题 iu3L9UfL[
BUFFER? dFy GI?
p}<60O"r$
看看放在哪里。 4u+0 )<
BUFF? :Qh rh(i
hCS}
The current FILE BUFFER contains XK})?LTD
1 0.02051954 BEST FIT CV B{*{9!(l9
2 48.73404382 BEST FIT RD *"OUwEl a
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT n2EPx(~
4 0.50763222 VOL. REMOVED !-%XrU8o3
5 0.00097815 PEAK DIFF. 2_y]MXG+%
6 0.00031781 RMS DIFF.
I Zw
{A y dt8
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？ w
?*eBLJ(G
SYNOPSYS AI>ASY &}
{ #g
9bspf {
SPECIAL SURFACE DATA kw
E2V+2
______________________________________________________________________________ PjH'5Y
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE _^NyLI%
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) 3bYjW=_hA
xiDgQTDz
ADEF 1 PLOT B(k tIy
j [ .n k
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。 dDIR ~ !T
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。 .6xMLo,R
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 bzxf*b1I
M 0 50 CLINK Fm,` ]CO
ADEF 1 { /H<_
CD1 FILE 5 WTJ {M$
= CD1 gdA2u;q
I kw@B)0}
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 +`_0tM1
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： O^j*"#f
ADEF 1 FRINGES &N._}ts
D>-r `
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。 t ^[f u,
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。 %,~?;JAj
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