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。 r9! s@n
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： |c2sJy j*
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） f.%3G+
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： 2wPc
yD
FETCH 6 _cC!rq U1
PANT Q `.q,T8I
VLIST RAD 1 2 3 4 6 *_J{_7pwe
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH z`$c4p6G6
VY 3 TH 20 3 o%`=+- K
VY 5 TH {98e_z w
VLIST GLM 1 3 Q {~$7J
END \et2aX !
^~vM *.j~j
AANT l Ix./Nf
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION K1R?Qt,qDF
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL 79}jK"Gc
-F*vN'
GNR .5 1 3 2 0 Dm}M8`|X
GNR .5 1 3 2 .5 @^ti*`
GNR .5 1 3 2 .7 3` o OoKX
GNR .5 1 3 2 1. fI <d&5&g
GNR .5 1 2 1 0 JKrS;J^97v
GNR .5 1 2 3 0 T>b"Gj/
GNR .5 1 2 1 1 k?L2L IB<
GNR .5 1 2 3 1 @TXLg2
END \/\ w|j
3HuGb^SNg
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS r_,;[+!
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES X6(s][Wn
RjgJIVm(
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： m__pQu :
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 2P^qZDG 8I
VY 1 G 3 );q~TZ[Do
VY 1 G 6 gX-hYQrC
VY 1 G 10 bi",DKU{l
%yjD<2 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： v@M^ukk'}
SPECIAL SURFACE DATA ITn PF{N
______________________________________________________________________________ U1lqg?KO
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE y:Of~
]9@
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) W\w#}kY
nfG I4ZE
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 7OG:G z+)x
ADEF 1 PLOT.
Su? cC/
:{lP9%J-
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 ]b sabS?
M 0 100 CLINK ~Fwbi
ADEF 1 <LXx_{=:
CD1 FILE 6 0%}*Zo(e+
= CD1 NV9JMB{q
iI7ocyUv
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）。 NsM`kZM4H
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。 [ >\|QS|
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））： /T(9 :1/G
FINAL 5 Ov?J"B'F
ABERRATION LIST %-.;sO=g
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT pPo xx"y
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 DU]KD%kl
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 hKWWN`;b !
E0&d*BI2
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 3T
gX]J@
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 Nf3UVK8LtS
9:VU tx#}2
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 xb9+- { <J
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 : N$ -SV
{ $yju _[
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 cY_k e
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 [?KGLUmTAI
"UNFB3
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 +)e|>
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 emnT;kJ>
Km%L 1C d]
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。 `V\?YS}
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 ^ W?cuJ8
BUFFER? $ #u' XyA
}AJoF41X
看看放在哪里。 s:"Sb ml
BUFF? 3Ioe#*5\
Q-gVg%'7
The current FILE BUFFER contains %%uE^nX>
1 0.02051954 BEST FIT CV q=BljSX
2 48.73404382 BEST FIT RD U za '%R
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT y5m2u8+
4 0.50763222 VOL. REMOVED KbvMp1'9P
5 0.00097815 PEAK DIFF. c :9n8skE7
6 0.00031781 RMS DIFF. l$/lbwi%
}P
fAf
位置编号6具有所需的RMS差异 - 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ 8SKrpwy
SYNOPSYS AI>ASY 'OziP
}>u `8'2v
SPECIAL SURFACE DATA @&O4a2+
______________________________________________________________________________ Wx{E\ l
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE d>8" -$
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) U"p</Q
\?^2}K/
ADEF 1 PLOT X(nyTR8
{a:05Y
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。 t n5
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。 Wa<<"x$
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 f;zNNx<
;
M 0 50 CLINK ~,HFd`
ADEF 1 8a P/vToa
CD1 FILE 5 K\F0nToJ.
= CD1 V<0iYi;4=
cA
q3 Gh
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 +ZOi L[rS
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： 3Hom0g,V4
ADEF 1 FRINGES ; J 5z
+hmFF QQ}
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。 f` uRC-B/
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。 e}e8WR=B
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