设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
gE>_:s
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。 A[@xTq s{{
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： prx)Cfv
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） w{1DwCLKq
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： M/X&zr
FETCH 6 Lgh. 1foK
PANT 11s*C #
VLIST RAD 1 2 3 4 6 |Y6+Y{|\
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH O *dN+o
VY 3 TH 20 3 `$*cW1
VY 5 TH P O,mg?JG(
VLIST GLM 1 3 m4.IaBn/
END k%5 o5Hx
a.r+>44 M
AANT '<.@a"DnJ
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION CXr] V"X9
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL #R<ErX)F
1I*b7t
GNR .5 1 3 2 0 U&uop$/Cq
GNR .5 1 3 2 .5 U=4tJ b
GNR .5 1 3 2 .7 Ungex@s_
GNR .5 1 3 2 1. j`GL#J[wqQ
GNR .5 1 2 1 0 G{,X_MZ%
GNR .5 1 2 3 0 )c:i 'L
GNR .5 1 2 1 1 s3sAw~++
GNR .5 1 2 3 1 fZQC'Z>EX
END [ / B $cH
F a Ofe] F
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS N<lO!x1[H*
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES '+6S kZ
Cx.GEY|0
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： TmZ%
;TN
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 >}tm8|IHoo
VY 1 G 3 @ j/UDM
VY 1 G 6 BB&7VSgc-
VY 1 G 10 2UPqn#.3
D p)5u@I
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： oDtg B O<
SPECIAL SURFACE DATA
F'!pM(+
______________________________________________________________________________ EZ6\pyNB0#
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE x ]~{#pH@<
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) A ATiI+\S
5C}1iZEJ
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 8U98`#
i
ADEF 1 PLOT. D<-MbK^S
U}w,$
Y
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 VI{!ZD]
M 0 100 CLINK e}
=tUdDf
ADEF 1 v{/z`J!JR
CD1 FILE 6 f@3 ?kM(
= CD1 ~J :cod
Y8 c#"vm(
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）。 k,p:!S(bl
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。 u 0&QStI
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））： z}'-gv\,
FINAL 5 op\'T;xIu
ABERRATION LIST ~N<zv( {lG
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT *]
H8X=[x
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 #le1
^
<w7
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 S}@J4}*u["
|@6t"P ]@
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 cPFs K*w
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 MLbmz\8a
?pE)K<+Zkf
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 qL;OE.?oA
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 ljr?Z,R4
WO w( -
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 k}MmgaT:5]
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 _6y#?8RMB
S!'Y:AeD&
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 s7"NK"
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 zSJSus
,~ z*V ;y)
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。 Y ( a0*fh
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 }:04bIaV
BUFFER? IE^xk @
mE|?0mRA %
看看放在哪里。 .paKV"LJ
BUFF? n(#|
]0Y5 Z)3:z
The current FILE BUFFER contains $N; N vp2
1 0.02051954 BEST FIT CV /AT2<w
2 48.73404382 BEST FIT RD VLdQXNg9W"
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT |Ok@:Au
4 0.50763222 VOL. REMOVED %< ^IAMkp
5 0.00097815 PEAK DIFF. +4*3aWf`
6 0.00031781 RMS DIFF. e-Pn,j
|\# ~
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？ * VuiEBG
SYNOPSYS AI>ASY [>IV#6 $
4r+@7hnK
SPECIAL SURFACE DATA j
aU .hASj
______________________________________________________________________________ D1ep7ykY
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE r pB0?h!$
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) :637MD>5lO
s*g`| E{M
ADEF 1 PLOT *F^t)K2
~W>3EJghR,
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。 (9]8r2|.
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。 H Q_IQ+
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 h w @)W
M 0 50 CLINK /WxCsQn
ADEF 1 @mD$Z09~
CD1 FILE 5 ?@>PKUv{
= CD1 a'Vz|S G
H(QbH)S$6
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 >z "\l
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： vW s#4JoG
ADEF 1 FRINGES Jyz*W!kI
x+Ws lN 2a
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。 Qo5yfdR
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。 K!<3|d
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