设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
CT/>x3o
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。 >eWORf>7
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： iXLH[uhO;
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） n )P qA*
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： `LNKbTc[m
FETCH 6 48_( 'z*>
PANT Dxe]LES\]
VLIST RAD 1 2 3 4 6 pf&U$oR4
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH i_:#][nWX
VY 3 TH 20 3 0j2mTF(C
VY 5 TH ?u5jX J0L
VLIST GLM 1 3 hh[x(O)TC~
END (
6ucA
kDG?/j90D
AANT VAp 1{
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION 'Hsd7Dpi}
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL qIxe)+.
%I;uqf
GNR .5 1 3 2 0 }l&y8,[:
GNR .5 1 3 2 .5 <Y"HC a{
GNR .5 1 3 2 .7 +R_s(2vz
GNR .5 1 3 2 1. <Ira~N
GNR .5 1 2 1 0 ';m;K
(g
GNR .5 1 2 3 0 ;(rK^*`fO
GNR .5 1 2 1 1 2Vs+8 /
GNR .5 1 2 3 1 f?TS#jG4}
END X ePGOw))O
L)
UCVm
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS !DD4Bqez
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES `O!yt
}@~+%_;
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： bc;?O`I<
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 wEw;],ur
VY 1 G 3 \}AJ)v *<
VY 1 G 6 o wwWm1@
VY 1 G 10 R[rOzoNp0
gX| \O']6
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： \ (}pm#O
SPECIAL SURFACE DATA (w vU;u
______________________________________________________________________________ 4wWfaL5"
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE 4ves|pLET
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) 39d$B'"<1
xIH= gK
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 :\C/mT3xL)
ADEF 1 PLOT. rxj#
0U !&|i\
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 RY1-Zjlb<
M 0 100 CLINK `~\8fN
ADEF 1 _:FD#5BZ1
CD1 FILE 6 cM\BEh h
= CD1 9Q1w$t~Y
?O"zp65d(
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）。 $j \jT
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 B5+$ VQ
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））： DR]4Tc z#
FINAL 5 /B|"<`-H
ABERRATION LIST Asy2jw\V
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT a-AA$U9hj
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 MHGaf`7ro
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 w ~^{V4V
; , 7m
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 `R!2 N4|;
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 Ocz21gl-?`
=dmxE*C
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 @Fzw_qr
M
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 ap,zC)[
@! |h!p;
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 foB&H;A4oC
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 +{}p(9w@
:&LV^ A
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 Vt-V'`Y
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 P.(z)!]
)\kNufP
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。 9$} > O]
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 eLbh 1L
BUFFER? 'Mhnu2d
OL^DuoB4q
看看放在哪里。 T'9M
BUFF? "{3MXAFe
/<dl"PWkJv
The current FILE BUFFER contains
OAE a+V
1 0.02051954 BEST FIT CV EW3--33s
2 48.73404382 BEST FIT RD ca,c+5
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT Hl*#iUq
4 0.50763222 VOL. REMOVED ,d F Y]
5 0.00097815 PEAK DIFF. aC<fzUD;
6 0.00031781 RMS DIFF. 8ZJ 6~~h
`6LV XDR
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？ ldc`Y/:{
SYNOPSYS AI>ASY !!m GsgnW
z6h/C {
SPECIAL SURFACE DATA gKgdu($NJ
______________________________________________________________________________ ey\(*Tu9
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE |uX&T `7?-
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) pW>.3pj
;!OME*?m<
ADEF 1 PLOT ZmI# -[/
6;Mv)|FJF
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。 Ct:c%D(L
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。 LmUR@
/V Q
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 wy:euKB~
M 0 50 CLINK w( ic$
ADEF 1 vkW;qt}yO
CD1 FILE 5 z5sKV7&\[n
= CD1 RER93:(
?}jjB J&
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 .
ywVGBvJ
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： e'=#G$S?g
ADEF 1 FRINGES ?3i<^@?
u!b0 <E
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。 n:Dr< q .
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。 tMo=q7ig
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