设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
k jCXP
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。 cJb.@8^J
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头：
t9zPUR
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） m}t .E
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： a4'KiA2r
FETCH 6 )- 2sk@y
PANT :.;p Rz
VLIST RAD 1 2 3 4 6 h8R3N?S3#
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH T 6T3:DG_B
VY 3 TH 20 3 ;rBd_
VY 5 TH x3 ./
VLIST GLM 1 3 m8Wv46%
END >Yr-aDV
;3\oU$'
AANT
V L^.7U
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION
%[1\d)
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL ^]x%z *6
C!]R0L*
GNR .5 1 3 2 0 =bn(9Gm!J
GNR .5 1 3 2 .5 *$ U+
GNR .5 1 3 2 .7 (#|CL/ &
GNR .5 1 3 2 1. "6[a%f#Q
GNR .5 1 2 1 0 uc0 1{t0,
GNR .5 1 2 3 0 s& INcjC
GNR .5 1 2 1 1 A&HN7C%X
GNR .5 1 2 3 1 Vrwy+o>:X
END nFRU-D$7
,F&TSzH[@v
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS DC&3=Nd
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES hxCSE$f4
wiwAdYEQ\
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： VR 8 kY &
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 'H19@b5rx
VY 1 G 3 [uJfmr EH
VY 1 G 6 ]lX`[HX7
VY 1 G 10 nC:>1 kt
E{LLxGAEZ
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： fU6O: -
SPECIAL SURFACE DATA 1Q5:Vo^B#
______________________________________________________________________________ u[{j ;l(
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE &dH[lB
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) e;|:W A
`u<\
4&W
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 9<e%('@[
ADEF 1 PLOT. m;_gNh8 Ee
@r.w +E=
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 O/(QLgUr
M 0 100 CLINK wZ(H[be
ADEF 1 }?\8%hK"a7
CD1 FILE 6 vz$_Fgsc.
= CD1 h_( #U)z_3
p\'0m0*
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 kFRl+,bi~
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 YaBZ#$r
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））： 2bs={p$}a
FINAL 5 1Fg*--8[r
ABERRATION LIST Z! /!4(Fh
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT z[cs /x
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 Cr7T=&L
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 R&-Vm3mc3
|Ix{J P"Lk
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 Daw;6f:
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 ,+d\@ :
=O1py_m
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 rW P
-Rm
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 IjPCaH.:t
< dD)>Y.
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 nF )b4`Nd
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 | zkZF|-
? PI2X. 6
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 @W1F4HYds
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 A6?!BB=]
%w3Y!7+
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。 ppP0W ` p
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？ 简单。 当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI问题 SSAf<44e
BUFFER? x+;a2yE~
.eHOG]H
看看放在哪里。 61 @;3yV
BUFF? sQXj?5!
rRQKW_9mB
The current FILE BUFFER contains zR! p-7_w
1 0.02051954 BEST FIT CV (-[73v-w
2 48.73404382 BEST FIT RD \C}_l+nY
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT lVYrP|#
4 0.50763222 VOL. REMOVED ubQbEv {(,
5 0.00097815 PEAK DIFF. *}P=7TuS
6 0.00031781 RMS DIFF. iD${7
_
Tb[1\
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？ >Y6iLQ$X
SYNOPSYS AI>ASY "g%=FH3e
k0v&U@+-J
SPECIAL SURFACE DATA +B&,$ceyaJ
______________________________________________________________________________ y2o~~ te
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE |[W 7&@hF
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) EY^+ N>
KNG7$i cG
ADEF 1 PLOT P#l "`C
/
f.G"[p
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。 E;b v;RUio
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。 YHOo6syk
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 pGdFeEkB/
M 0 50 CLINK Tl!}Rw~Pg
ADEF 1 ~wFiq)v(
CD1 FILE 5 !zQb F& >
= CD1 g2%fla7r
V%Ww;Ca]I
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 tyU'[LF?
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： @#2KmM~I
ADEF 1 FRINGES H7{I[>:
gLK _b;:
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。 sW&5Mu-
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。
B2^*Sr[
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