设计容易制造加工的非球面:SYNOPSYS 光学设计软件
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6
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。 $gr>Y 2i
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： W& hW N9iR
（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。） N K0'\~7&
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： u8c@q'_
FETCH 6 y8YsS4E^Q
PANT KElEGW
VLIST RAD 1 2 3 4 6 9~h W8{#
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH U p@ ^C"
VY 3 TH 20 3 <t vLKx
VY 5 TH vn}m-U XA*
VLIST GLM 1 3 g+B7~Z5,
END F0!Z1S0g
jL-2
}XrA
AANT |OeWM
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION )K[\j?
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL Ch]d\G M
A:m+v{ *`4
GNR .5 1 3 2 0 nP %U<$ ,+
GNR .5 1 3 2 .5 xt}.0dC!/%
GNR .5 1 3 2 .7 B@*b 9
GNR .5 1 3 2 1. N**)8(
GNR .5 1 2 1 0 Yr nC'o`
GNR .5 1 2 3 0
!q+ # JW
GNR .5 1 2 1 1 Erw 1y,mF
GNR .5 1 2 3 1 ;`o K5
END #G#gc`S-,
c F
5|Pf
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS ?z>J7 }w*=
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES d.? }>jl
NK q I x
镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡： *Z#OfB4}
转换成非球面。 将下面的行添加到PANT文件并重新优化。 lk>\ 6o:
VY 1 G 3 N>(w+h+
VY 1 G 6 G QYR`;>
VY 1 G 10 0B( s+#s
U)G.Bst
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： y"yo\IDW
SPECIAL SURFACE DATA X\`']\l
______________________________________________________________________________ =!t ;e~^8]
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE x`g,>>&C
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) ulxlh8=
%tP*_d:
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 OjhX:{"5 9
ADEF 1 PLOT. ,]EhDW6
+ ,Krq 3P
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 joI) 6c
M 0 100 CLINK P<IDb%W
ADEF 1 a Vu!Qk=Z/
CD1 FILE 6 E !ndXz 59
= CD1 &%rM|
# ][i!9$
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）。 fJlNxdVr
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。 `,6|6.8#
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））： a
U\|ZCH\]
FINAL 5 S46aUkW.
ABERRATION LIST P ] *x6c^n
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT 8)>x) T
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 k\[(;9sf.
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 6C2~0b
d/R!x{$-f
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 o6vn l
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 ~5+RK16
ir<e ^a
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 Os<E7l zqO
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 > [Vc$[62
_Gq6xv\b1
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 ZGZNZ}~#
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 8</wQ6&|
%_W4\
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 DURWE,W>
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 @e<( o
UE
o,WjM[e
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。 Bh& pZcm|
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 ],S QD3~9
BUFFER? ^7y t >
e%[*NX/
看看放在哪里。 n/skDx TE
BUFF? Dsm1@/"i|7
?Ujg.xo\
The current FILE BUFFER contains x oo,}EY
1 0.02051954 BEST FIT CV pA*C|g
2 48.73404382 BEST FIT RD K #+?oFo:
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT r>fGj\#R =
4 0.50763222 VOL. REMOVED \ <pr28
5 0.00097815 PEAK DIFF. ]^C 8Oh<
6 0.00031781 RMS DIFF. eMRH*MyD
i3,.E]/wX@
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？ d [_ 26.
SYNOPSYS AI>ASY z zZ EX
m}'_Poc
SPECIAL SURFACE DATA bq E'9GI
______________________________________________________________________________ ^;_~ mq.
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE % [$HX'Y
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) LJ[zF~4#
_P.I+!w:x
ADEF 1 PLOT yus3GqPI
%(6IaqJ[
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_CVDKdcY
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。 To*+Z3Wd
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 y`va6 %u{
M 0 50 CLINK w5 . ^meU
ADEF 1 6= ; :[
CD1 FILE 5 W,@ F !8
= CD1 [1vm~ w'
fLe~X!#HF
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 vntJe^IaFd
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： \!\:p/f
ADEF 1 FRINGES _<c"/B
X d+H()nR
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。 }i!+d,|f
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。 Hi09?AX
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