SYNOPSYS 光学设计软件课程三十一:超消色差
(enr{1 #L!`n)J" 本课将探索SYNOPSYS的一个独特功能,当您需要出色的色差校正时,它可以提供帮助,甚至比复消色差更好。 }5PC53q 假设您正在设计一个在0.4到0.9微米范围内使用的镜头。 你能用复消色差吗? 让我们来看看。 这是一个初始结构的RLE文件,除了最后一个表面外,所有表面都是平的,这将为我们提供一个6英寸孔径 F / 8望远镜物镜。 (复制这些行并将它们粘贴到MACro编辑器中。) } OIe! RLE -sv%A7i ID WIDE SPECTRAL RANGE EXAMPLE 3_wR2AU~ OBB 0 .25 3 2gK]w$H7! UNITS INCH SN"Y@y)= 1 GLM 1.6 50 A\S=>[ar- 3 GLM 1.6 50 "
l|`LjP5M 5 GLM 1.6 50 2<UC^vZ 6 UMC -0.0625 YMT )kjQ W&)g 7 " TCJT390 1 TH .6 /
:.I&^>P 2 TH .1 3 8&K" 3 TH .6 "\Dqtr w 4 TH .1 1:<n(?5JI 5 TH .6 pvsY
0a@4 END 56YqYu. j9c:SP5 我们还没有指定波长,所以我们得到了默认的CdF光线。 我们需要改变这一点。 打开Spectrum Wizard(MSW),然后更改指示的点。 L:_{bE|TY 单击“获取光谱”按钮后,单击“应用于镜头”按钮。 镜头现在有更广泛的光谱。 这是我们的起始镜头,在SketchPad显示屏中 l$!ExXEZO; 结果很差,需要优化。 让我们优化它,改变玻璃模型。 制作一个MACro: =g6~2p=H LOG zK~_e\m STO 9 b&E"r*i| eptw)S-j PANT xr.;B`T0\' VLIST RAD 1 2 3 4 5 9E5*%Hu_ VLIST TH ALL AIR <z60EvHg VLIST GLM ALL 3BK
8{/ END T*B`8P V G7#C@>Z AANT =@O&$& rg[#( END <J~6Q J0bcW25 SNAP IX
6 jb" SYNOPSYS 50 ?2o+x D2 \5N\NN @J 现在将鼠标放在AANT命令后的空行上,然后单击按钮 。 默认选择Merit功能编号6,因此只需单击Back to MACro编辑器按钮即可。 这给了我们一个简单的评价函数: d\Up6F … ,b^jAzow AANT Cs"ivET AEC J s33S) ACC oJ5n*[qUI LUL 4 1 1 A TOTL d$\n@}8eZp GSR .5 10 5 M 0 {7X9P<<L7 GNR .5 2 3 M .7 ci?\W6 GNR .5 1 3 M 1 u-.5rH l pIrL7Pb0 END 7^.g\Kt? … dw}ge,bBic R'F \9eyA 在这里,要校正所有10种波长。是时候进行优化了。 运行MACro并模拟退火。 镜头变得更好,但仍然不太理想: $5ea[nc 该透镜具有曲率求解,并且在每个波长下程序将重新计算它。 (我们当然不希望这种情况发生!)因此,我们制作了第二个MACro,如下所示: V?T&>s STORE 9 !RLXB$@` STEPS = 50 ]n1#8T&<*z CHG _o?aO C NOP ulg= ,+%r END u9q#L.Ij PLOT DELF FOR WAVL = .365 TO 0.9 GET 9^sz,auB 9 :`BG/ E2o8'.~Yd` 此文件删除所有的求解(和拾取,如果有的话),然后绘制离焦。 然后,它以相同的方式得到镜头。 这是色差校正后的曲线: ZBK)rmhMx 当然,这对于玻璃模型是有效的,通常我们会替换成真正的玻璃并重新优化。 但目前我们有一个消色差,校正了两个波长。 因为我们可以在图表上画一条水平线,它会在两个地方与曲线相交。 我们认为这种校正对我们来说不够好。 现在是时候学习制作“超消色差”了。 S{XO3 首先,我们将展示如何使用SYNOPSYS的glassmap功能自己找到合适的镜片组合。 然后我们将展示程序如何自动完成任务。 Iza#v0 超消色差一词是马克斯•赫茨伯格在1963年在《应用光学》上发表的一篇论文中首创的。他的理论说,如果你制作一个玻璃库的图表,其中的坐标轴是P*和P**的值,然后选择三个在一条直线上的玻璃,就有可能同时校正四个波长。P*是指部分色散(NF - N*)/(NF - NC),其中F和C为0.4861和0.6563的夫琅和费谱线,N*为1.014的IR谱线。N**是0.365 um的UV线,给你一个类似的P**的方程。 USgO`l\}4 我们将简要概述手工操作的程序,以便您知道如何操作。 ZZ}HgPZ 屏幕上的SYNOPSYS玻璃图可以向我们展示我们的需求。 键入MGT以打开“玻璃表选择”对话框并选择O(Ohara)目录。 显示玻璃图时,单击“图形”按钮,然后选择底部选项。 3# 0Nd"/0 在此图表中,您可以看到每个元件的模型的当前位置(红色圆圈)。 他们有点紧凑,但这是一个很短的路线。 您需要做的是调整线条,使其连接三种玻璃类型,最好是尽可能长的线条。 您往往选择靠近的底部的火石玻璃,,并按单击其中一个。 这就把线的底部放在那个玻璃上。 然后在分布的顶部附近选择一个玻璃,然后单击键将其放在那里。 现在选择靠近该线中心的第三个玻璃,并尽可能靠近它。 写下这三个玻璃的名字。 SdI> 我们有三种潜在的超消色差镜。它们是S-PHM52型、S-NPH5型和S-TIL27型。您还可以显示相对成本和其他属性,以帮助您选择三个可接受的玻璃。然后你把这三种玻璃镜插入镜头并进行优化。如果不能得到满意的镜头,你可以根据相同的操作选择不同的三个的组合。这个过程相当繁琐,但通常都很有效。 R Ee~\n+P^ 另一个步骤是让程序为您选择玻璃组合。在CW中输入 Y^#>3T FST BUL<FTg PREF o<s~455m/ CAT O 9O&MsTmg$ CAT S ^8ilUu GO \,nhGh 9QF,ynE FST的意思是找到超消色差三片镜。该输入将检查Ohara和Schott编目中所有玻璃类型的组合,并对最适合超消色差的10种进行评级。该程序发现以下内容: W^,p2 SYNOPSYS AI>FST h|z59h&X8G P|f h4b4 FST>PREF ?6\A$? N#Nc{WU'B FST>CAT O GVu-<R FST>CAT S R6GlQ G <pT1p4T< FST>GO W-1Ub |8C T-oUcuQB SUPERACHROMAT GLASS SEARCH RESULTS (LOWER SCORES ARE BETTER) >6(e6/C-9 ?ZKIs9E[m SCORE UPPER MIDDLE LOWER OFFSET KAT^v bR 1 0.02120605 O S-FPL53 O S-LAL13 O S-TIM28 0.00000424 2mthUq9b* 2 0.01881642 O S-FPL55 O S-TIL27 O S-TIH23 0.00000071 7W/55ZTmJ 3 0.01810522 O S-FPL53 O S-BAL42 O S-NBH53 0.00000154 7bM
H 4 0.02008505 O S-FPL53 O S-LAL8 O S-NPH1W 0.00000923 u]3VK 5 0.02147608 O S-FPL55 S N-SSK8 S SF1 0.00000460 )Y1+F,C 6 0.02082027 O S-FPL55 S N-KF9 S SF10 0.00000567 M~saYJio 7 0.02008505 O S-FPL53 O S-LAL8 O S-NPH1 0.00000923 sPX~>8}|VP 8 0.02026308 S N-FK58 S N-SSK8 S SF4 0.00000296 kQ6YQsJ.* 9 0.02139100 O S-FPL53 S N-SK4 S SF56A 0.00000909 t<p4H^ 10 0.01357538 O S-FPL53 O S-BAL11 O S-TIH14 0.00000098 tD,~i"0; unN*L 这种方法优于手工操作,因为它可以将不同厂家的玻璃结合在一起。例如,组合5是由一个Ohara玻璃和两个来Schott的玻璃。让我们试试这个组合。我们编辑优化MACro,如下所示。(这里,我们使用了现成的评价函数8,它校正了横向色差和OPD畸变的组合,然后调整了权重。) ]MMXpj,9h LOG !1+!;R@&H> STO 9 :WSszak i@YM{FycX CHG }"^d<dvuz 1 GTB O 'S-FPL55' mL s>RR#b 3 GTB S 'N-SSK8' 1[?xf4EMG 5 GTB S 'SF1' "?
5@j/
e` END }Mc&yjhMrg te3\MSv;O PANT GtqA@&5& VLIST RAD 1 2 3 4 5 0o?2Sf`L\* VLIST TH ALL rY=dNK]d !VLIST GLM ALL c=:A/z{ END i"M$hXO /T<,vR AANT 2s`~<EF N AEC wcDb| H& ACC w}(Ht_6q{ ADT 6 1 1 G"prq& ACM .5 1 .1 Oufdi3h LUL 4 1 1 A TOTL 7/c9azmC >D$NEO^ AEC |0N1]Hf ACC lz0'E'%{P GSR .5 10 5 M 0 rgrsNr:1 GNR .5 5 3 M .7 lHoV>k GNR .5 4 3 M 1 J*f..:m GSO 0 0.003916 5 M 0 &G!2T!xx GNO 0 0.003 3 M .7 F!6;<!& |