| optics1210 |
2019-04-12 13:46 |
SYNOPSYS 每天一例 - 宽光谱超消色差显微镜物镜
概述 ~"YNG? Rre
我们将进行一项高级的镜头设计任务，该任务将利用您在前几章中学到的许多强大工具。 ;l4 \^E1
镜头要求在0.38-0.9μm的波长范围内工作，镜头F/#为0.714。其他要求： 6OW-Dif^AG
1.物距无限远，0.8 度半场，1.26 毫米半孔径。 T@WMT,J6j
2.光谱范围0.38 - 0.9 微米。 {mitF
3.F/number 0.714。 #C7j|9Ew1]
4.总长小于25 毫米。 0 e](N `
5.畸变校正良好。 !27]1%Aw
6.像方远心。 aM}"DY-_
h
7.没有羽状边缘，中心厚度不超过 8 毫米。 k0uwG'(z9
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:P 1c>:j[
设置工作目录 6EWB3.x1 9
选择Dbook工作目录 A>2p/iMc
[attachment=92532] cb,sb^-
参考DonaldDilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomouscomputational methods and techniques》第35章 "kg$s5o
F}DD;K
Y- -8v#t
Dsearch优化 dkp[?f )x
我们预估要达到设计要求，可能需要十片透镜，但是想逐步增加透镜数量。设DSEARCH 的输入，搜索八片透镜的结构。 这将为您提供一些潜在的初始结构，一旦知道进度的情况，就可以根据需要增加设置。由于光谱范围很宽，因此请设定五个波长而不是设置常用的三个波长，以避免中间波长处的大焦点误差。运行MACro（C35M1），模拟退火（50,2,50） -ix1<e
[attachment=92533] sB/s17 ar
s@iCfX U
Y/(-mcR
X($SBUS6
GSEARCH准备 R u-rp^a
色差校正是一项大挑战，下一步是找到一些有可能制造宽光谱的玻璃。 我们将通过两种方式做到这一点：首先使用超消色差理论，然后通过让 GSEARCH 自动发现玻璃的组合。 保存此版本，以便后面可以再次调用： STORE 1 ][1u:V/
U
接下来，创建两个文件。第一个是一个普通的优化文件。使用 DSEARCH 创建的宏，只需稍微编辑一下:如果任何组合最初都不追迹(很可能追迹)，请优化程序运行自动 ray-failure 修复例程(C35M2);折射率的大变化会使光线向不同的方向发射，从而导致失败): @&B!P3{ f
[attachment=92534] 9?c ^~77
-;-"i J0
n "Vd"}sU.
_q4m7C<
GSEARCH优化 x@}Fn:c!5
将C35M2使用名称 GSOPT.MAC 保存，然后创建第二个 MACro（C35M3），优化GSEARCH ，经过优化和模拟退火后 @v=q,A8_
[attachment=92535] Dd O '
h'KtG<+
<J`xCm K
mIo7 K5z{
l Hqx}n@e
进一步优化 A$6b=2hc>
这是一个相当不错的设计，因为超消色差理论只适用于超薄透镜，而这些透镜显然并不薄。看看如果 GSEARCH 自己找到玻璃会发生什么。 回到您保存的版本，然后编辑您的MACro，以便 GSEARCH 搜索光明玻璃库中三个玻璃最接近的组合，而不是我们在上面选择的三个玻璃的组合（注意 SKIP 指令，它忽略了 EOS 命令行的输入; 使用NEAREST 选项时，USE 指令不适用）： LTc t0Gh
[attachment=92539] 1U7HS2
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[attachment=92540] `ayc YoD
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4]
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精简删除镜片 &Z!2xfQy>
结果更好。GSEARCH不使用薄透镜假设，而使用超消色差理论的数值方法。 这种方法可以超越传统的技术方法。 Fo~v.+^?
这款镜头基本上是完美的。 但是：我们可以用更少的透镜来实现吗？ 使用自动透镜删除功能很容易找到可以被删除的透镜。 使用模型玻璃返回您保存的版本，并在优化MACro (C35M2)的顶部添加一个新行： FJ"9Hs2
AED 3 QUIET 1 16. ]S geZ07
[attachment=92541] eMzCAO
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MTF图 V p{5Kxq
让我们看看 MTF 在这个视场的情况。 键入 MMF，选择“Multicolor”，然后单击“Execute”。 ,[ L$
[attachment=92542] q04Dj-2<
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q(Q9FonU
n.R hA-O
后焦VS波长图 UUqj?'Nv
让我们看看后焦位置与波长的函数有多稳定。 输入 AI 句子 S I5QdX
STEPS = 100 C<XDQ>?
PLOT BACK FOR WAVL = .38 TO .9 d2sq]Q
[attachment=92543] E2 D8s=r
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UGB=
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总结 ze)K-6SKH
我们还试着让DSEARCH 寻找一个七片式透镜组，而不是像上面那样找到一个八片式透镜组，然后用AED 删除一片透镜。很难预测在混乱的设计树中哪条路径会是最好的，而我们所能做的就是不断尝试。我们尝试了几种透镜，并将它们与 Ohara 玻璃库匹配。 还有其他我们可以尝试的事情。如果 7 片透镜的结果不够好，我们可以尝试自动插入透镜，添加一行命令 GY xI$y0:
AEI 3 1 14 CONLY 100 1 10 50 光学设计，是个灵活的过程，只有多去尝试不同的路径，才会更有可能设计出更好的设计出来。 ^j}sS!p
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感谢 B$EP'5@b
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