SYNOPSYS 光学设计软件课程三十七：自动查找和更改镜头结构

Jz!8Xg%a  
x_JCH7-  
在本课程种，我们将展示一个具有挑战性的问题，然后利用这些工具，在短时间内，找到优秀的设计。 我们将使用DSEARCH来获取初始结构，然后使用其他功能来修改镜头结构，提高其性能。 /Wh} ;YTv^  
（在本课中，我们将使用模拟退火功能进行搜索和优化，因为它通常会返回最佳结果。但是，由于流程的随机性，该功能并不总是返回相同的结果，因此如果运行这个练习本身，结果可能会有所不同。但整体质量通常大致相同。） f@R j;R~Jp  
根据下面要求设计一个广角目镜。 Qn77ZpL:LJ  
视场角：90度。 ^fLePsmd  
出瞳距:15毫米或以上 IQS:tL/  
望远镜目标的光束数:F/8。 }/yhwijg  
可见光谱:C、d、F夫琅和费谱线。 ov=[g l  
0.58756微米的光程差 校正在d¼波长内或更好的 d (Fb_  
C(0.6563微米)和F(0.4876 um) 光程差校正½波长内或更好用 ?dukK3u  
眼点处的光瞳像差不大于1/2 mm。 5_@8g+~  
一个内部视场光阑，其中子午图像误差必须不大于在局部F /number光束中艾里斑的两倍。 -
|MeC  
望远镜物镜距离2000mm。 K.Tfu"6  
目镜必须不超过10个元件。 目镜总长度不超过200毫米。 ;R E|9GR  
在这里我们将使用计算机来完成它的工作，设计师协助指导。 9ZL3p!  
我们从零开始，使用DSEARCH让计算机自行设计一个初始结构。这个程序的输入如下所示。读者可参阅SYNOPSYS用户手册以了解有关格式的描述。

1}C|Javkn  
    LOG af61!?K  
    TIME 1@)8E`u  
    CORE 14 O;9'0-F ?  
    DSEARCH 5 QUIET xq2{0q  
    SYSTEM ?q(7avS9  
    ID EYEPIECE EXAMPLE [<Wo7G1s  
    OBD 1.0E9 45 1.27 4+od
N.  
    UNI MM vs/.'yD/C  
    WAVL CDF (
KDUX t.  
    WAP 1 4|uh&4"*@W  
    END ngprTMO$&  
dyRKmLb  
    GOALS [a;U'v*  
    ELEMENTS 9 ~n$VCLa  
    TOTL 200 .01 [2UjY^\;T  
    BACK 0 0 8F(lW)An  
    FNUM 8.0 10 }&)X4=  
    ASTART 10 {H+~4XG  
    THSTART 10 XO+^q9  
    RSTART 400 Ll%CeP  
    RT 0.0 X !g"D6'  
    NPASS 80 Gpws_jw  
    DELAY OFF IcMfZ{H1  
    ANNEAL 100 25 Q $R3]y9`?  
    SNAP 10 gnW`|-:\  
    TOPD b-8{bP]n  
        STOP FIRST                   ! keep the stop at the eye point \WG6
\Zg0A  
    STOP FREE MzRwsf  
    QUICK 50 100 LfEeFF=#n  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.  ! correct over five field points P08=?  
    FWT 3 1 1 1 1 1 3~~KtH=  
    END 'c3P3`o,;  

CfKvC  
    SPECIAL AANT *2ZX*w37  
    ACA 50 1 1 Hn5:*;N  
    ADT 10 .1 1 >M{=qs  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1  ! control eye relief I@a y&NNh  
    M -.008 4 A P HH 1      ! aim light at objective to right nqNL[w6{  
    M -.004 4 A P HH .5     ! and control pupil aberrations M=$ qus  
    M -.0064 4 A P HH .8 !63
p?Q=  
    M 0 1 A P YA 1               ! and distortion too T u>5H`  
    S GIHT f]MKNX  
    END QFMR~6 ?  
    GO MaDdiyeC  
    TIME

n$RhD93  
DSEARCH返回的最佳设计，优化和退火

m~cz  
    STO 9 :ulOG{z  
    CHG pvdM3+6  
    NOP ocCq$%Ka  
    18    TH 2000 d[mmwgSR?I  
    19    YMT hK F*{,'  
    20 #=mLQSiQ  
    END K.s\xA5`_  
    STEPS = 100 u~WBu|  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = Y
3W_Z  
    0 TO 1 GET 9

KE>|,Ur  
为目镜计算的物镜上的光瞳像差

qWz%sT?C3L  
选择Add Surface 按钮

X{cFqW7  
带有附加表面的镜头

je_:hDr  
    5 FLAG

=.T50~+M  
    PANT ykAZP[^'  
    VY 0 YP1 zt&"K0X|  
    VLIST RD ALL 'cp
1I&>  
    VLIST TH ALL VcI'+IoR?  
    VLIST GLM ALL u={A4A#  
    END EWz,K]_'  
    AANT P >\f'QQ  
    AEC 3 1 1 ACM 3 1 1 v_U+wga  
    ACC qPal'c0  
    GTR 0 2 4 P 1 0 FLAG GTR 0 2 4 1 1 0 FLAG GTR 0 2 4 3 1 0 FLAG M 0 10 A 1 YA 1 0 0 0 FLAG S 3 YA 1 0 0 0 FLAG g$X4ZRSel  
ZC7ZlL_  
    M   0.125000E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM .J=<E  
    GSR     0.000000     3.000000      4  M     0.000000 SZ$~zT;c  
    GNR     0.000000     1.000000      4  M     0.300000 Bs?B\k=  
    GNR     0.000000     1.000000      4  M     0.600000 h"#[{$(  
    GNR     0.000000     1.000000      4  M     0.750000 {Xr|L  
    GNR     0.000000     1.000000      4  M     0.900000 fHFy5j0H  
    GNR     0.000000     1.000000      4  M     1.000000 2TQyQ%  
    GSO     0.000000     0.281753      4  M     0.000000 =74yhPAW  
    GNO     0.000000     0.093918      4  M     0.300000 4Nylc.2mi  
    GNO     0.000000     0.093918      4  M     0.600000 M~h^~:Lk  
    GNO     0.000000     0.093918      4  M     0.750000 +K2p2Dw(k  
    GNO     0.000000     0.093918      4  M     0.900000 dd?ZQ:n  
    GNO     0.000000     0.093918      4  M     1.000000 <GdQ""X  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL )By#({O  
    ACA 50 1 1 6h5DvSO  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ! CONTROL EYE RELIEF n]nb+_-97  
    M -.01 5 A P HH 1  ! AIM LIGHT AT OBJECTIVE TO RIGHT M -.005 5 A P HH .5 ! AND CONTROL PUPIL ABERRATIONS V^S` d8?  
    M -.008 5 A P HH .8 i>elK<R4  
    M 0 1 A P YA 1  ! AND DISTORTION TOO VbU*&{j  
    S GIHT V1l9T_;f  
    END "pA24Ze  
    SNAP/DAMP 1 E]MyP=g$  
    SYNOPSYS   80

ta  
镜头在增加一个透镜之前，优化视场光阑

PI-o)U$Ehv  
    AEI 6 1 123 0 0 1 0 0

ABG>W>H-S  
镜头通过添加新镜片后重新优化

o[Gp*o\  
     --- ARGLASS 6 QUIET %^qf0d*  
    Lens number     6 ID EYEPIECE EXAMPLE c{(4s6D  
    GLASS S-FSL5Y          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  18; MERIT =   0.567006E-01 ^U;r>
[T9h  
    GLASS S-LAL14          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   1; MERIT =   0.559695E-01 IKs2.sj"o  
    GLASS S-LAL8           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  10; MERIT =   0.606200E-01 P`$Y
73L  
    GLASS S-LAL8           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   8; MERIT =   0.586577E-01 fU^6h`t  
    GLASS S-NPH4           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   3; MERIT =   0.463717E-01 o0&pSCK  
    GLASS S-NPH4           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  14; MERIT =   0.561651E-01 {Gi:W/jJ  
    GLASS S-NPH4           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   5; MERIT =   0.511101E-01 :c/](M  
    GLASS S-NPH4           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  16; MERIT =   0.551983E-01 p E56CM  
    GLASS S-LAH92          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  20; MERIT =   0.485848E-01 IpYw
<2'  
    GLASS S-LAH89          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  12; MERIT =   0.507509E-01

a? <Ar#)j  
最终设计的畸变图

%CaF-m=Pq  
    CHG 0s2@z5bfX  
    7 MXSF <8sy*A?0z  
    END

)BX-Y@fpA  
MIT对话框，带有视场光阑边缘上的点的图像。看起来很清晰。