设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
=d <~:!)
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。 5kWzD'!^
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： I*JJvqh
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） [e _csQ
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： H/ Ql
FETCH 6 nQ|($V1?W
PANT z<^LY ]
VLIST RAD 1 2 3 4 6 l O*
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH %|:j=/_
VY 3 TH 20 3 ,JbP~2M~%
VY 5 TH 7F ]Hq
VLIST GLM 1 3 :i
{;
81V
END PA*k |
8'qlg|{!~
AANT /[/{m ]
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION ,!,M'<?"
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL
}hm_Ws
z%JN| 5
GNR .5 1 3 2 0 `m#G' E I
GNR .5 1 3 2 .5 Uugq.'>
GNR .5 1 3 2 .7 8cMX =P
GNR .5 1 3 2 1. ?|}qT05
GNR .5 1 2 1 0 "cjD-4 2
GNR .5 1 2 3 0 :P%? !'M
GNR .5 1 2 1 1 f
w)tWJVD
GNR .5 1 2 3 1 s`[V{1m ,
END ]:T:cO0_n
BXxJra/V
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS {-]K!tWda
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES Vj8-[ww!
ZZ :* c"b:
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： q;f L@L@-
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 i|/G!ht^e
VY 1 G 3 pX!T; Re;
VY 1 G 6 E&L ml?@
VY 1 G 10 P %vouC0W
> ){}nlQf
现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数： Hv :~)h$
SPECIAL SURFACE DATA Uqj$i tqUQ
______________________________________________________________________________ rTJqw@]#WH
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE Yt qx 0
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) *J': U>p
0lOan
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 zJUT<%[U
ADEF 1 PLOT. _PwPLSg
Gb"kl.j
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们看看我们是否可以通过更容易制作的非球面获得类似的性能。 在AANT文件中添加了这些行 vtK.7AF
M 0 100 CLINK f/0k,~,*
ADEF 1 =dQF}-{!
CD1 FILE 6 A5%Now;.cf
= CD1 od,,2pwK+
P ~x4h{~Gd
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 30s A\TZ
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 ]S@DVXH
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用方便的FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： @cx# '
FINAL 5 dEX67rUj ;
ABERRATION LIST z t!>
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT @.G;dL.f{
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 zpNt[F?~1
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 ds{)p<LpT
LJ z6)kz
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 ye}86{l
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 =*6H!b zX
G \$x .
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 V y=+G~
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 6]HM hv
X N3'k[
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 [8acan+
2l
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 ,,S 2>X*L
%h z5)
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 N~?#Qh|ZnU
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 6J -=6t|
PHH,vO[eO
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。 -BwZ
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？ 简单。 当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI问题 - Sn]`
BUFFER? T*(mi{[T
=C7<I
看看放在哪里。 g/w <T+v
BUFF? ^i@0P}K<
^=gN >xP
The current FILE BUFFER contains hw B9N
1 0.02051954 BEST FIT CV 1V,DcolRY
2 48.73404382 BEST FIT RD <(45(6fQ
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT z6Nz)$!_i
4 0.50763222 VOL. REMOVED 1>bNw-kz7
5 0.00097815 PEAK DIFF. -x!JTx[ K
6 0.00031781 RMS DIFF. ahN8IV=+Gm
wf^p?=Ke
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？ aR)w~s\6
SYNOPSYS AI>ASY 9?sm-qP
wxF \enDY
SPECIAL SURFACE DATA M>{*PHze0
______________________________________________________________________________ %@HuAcNi
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE xg'xuz$U
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) Ir Y\Q)
sH%Ts@Pl
ADEF 1 PLOT *y |zF6
+$ #h6V
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。 ]\/"-Y#4Q
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。 A~< cp)E
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 #[Rs &$vQm
M 0 50 CLINK x-b}S1@
ADEF 1 Bc'Mj=>;
CD1 FILE 5 $dsLU5]1o
= CD1 #w si><7
^,`]Q )P^
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 >1` '5A}s
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： j rX`_Y
ADEF 1 FRINGES |fo#pwX
h\+8eeIl
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。 7vc4 JO]
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。 8T Tj<T!N
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