设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
lef2 X1w}!
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。 2XFU1 AW
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： xO^:_8=&:
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） F(k.,0Nc
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： S1p;nK
FETCH 6 4
N H
PANT k7?N ?7w
VLIST RAD 1 2 3 4 6 10<x.8fSP
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH a` &f
VY 3 TH 20 3 \m7-rV6r
VY 5 TH s } UjGFP
VLIST GLM 1 3 "!Uqcay-
END tBq
nf v
q qpgy7
AANT x_| UPF
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION ORyE`h
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL WG N=Y~E
%_+2@\
GNR .5 1 3 2 0 {["\.ZS|
GNR .5 1 3 2 .5 t]y
D-3'l&
GNR .5 1 3 2 .7 [5zx17'
GNR .5 1 3 2 1. co~Pyj
GNR .5 1 2 1 0 QrB@cK]
GNR .5 1 2 3 0 y4t7 `-,~
GNR .5 1 2 1 1 ?o oe'V@
GNR .5 1 2 3 1 tZ}
v%3
END vy0X_DPCr
c_-drS
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS |B'9\OkP[=
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES )~+E[|
zm]aU`j
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： a:"Uh**
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 MHh~vy'HB5
VY 1 G 3 fBRo_CU8!
VY 1 G 6 0'V5/W
VY 1 G 10 RIb4!!',c
f|h|q_< ;
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： !n*
+ (lZ
SPECIAL SURFACE DATA @6{~05.p
______________________________________________________________________________ (@%gS[ ]
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE R A KF U
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) 12;8 o<~
Qr^|:U!;[z
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 Fy`(BF\
ADEF 1 PLOT. n#q<`} u,
A*2
bA
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 &>%T^Y|J4
M 0 100 CLINK D}dn.$
ADEF 1 1QLbf*zeIW
CD1 FILE 6 FN\E*@>X=
= CD1 V n*
RRRCS]y7$t
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 jUSmq m'
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 <\NY<QIwFw
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用方便的FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： &d" G/6
FINAL 5 )3~{L;q
ABERRATION LIST (iL|Sq&}b
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT H
*[_cqnv
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 J3n-`k 8
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 ;.TRWn#
n^z]q;IN2.
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 `J zp Sw
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 >sWp ?
=bHD#o|R
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 /lo2y?CS*
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 =&,]Z6{ >
Zr vz;p@~
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 }o L'8-y
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 tS|(K =$
T (t+
iv
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 VH+%a<v"
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 <)u`~$n2
yp$_/p O=2
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。 NM a}
<
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 TMig-y*[
BUFFER? 73xAG1D$r
o| #Qu8Lk
看看放在哪里。 O U8Lldt
BUFF? _>|
=L
W@7
yls
^ cyX
The current FILE BUFFER contains +xrr? g
1 0.02051954 BEST FIT CV ZaL. !g
2 48.73404382 BEST FIT RD Z/t+8;TMR,
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT f6p-s
y>
4 0.50763222 VOL. REMOVED D'J 0wT#
5 0.00097815 PEAK DIFF. <$X3Hye
6 0.00031781 RMS DIFF. P %#<I}0C
B)qWtMZx
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？ _NMm/]mN /
SYNOPSYS AI>ASY <Dwar> }
K2J \awX
SPECIAL SURFACE DATA ~} ,=OF-b
______________________________________________________________________________ N7O-2Z *
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE |NpP2|4h
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) =~=*&I4Dp
C!fMW+C@
ADEF 1 PLOT Ib+Y~
XYR
Bs O+NP
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。 &o,<ijJ:^m
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。 }Q =!Y>Tc
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 %`&2+\`
M 0 50 CLINK T[j#M+p
ADEF 1 <})2#sZO!
CD1 FILE 5 " x 3lQ
= CD1 {= F /C,-
c. >oe*+
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 =y0C1LD+
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： Sgp;@4`M
ADEF 1 FRINGES U$_xUG
Z @]e{zO
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。 [%77bv85.G
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。 \lZf< f
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