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| 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。  0e](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
 TRok4uc
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 设置工作目录 6EWB3.x19
 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$s5o
 F}DD;K
 Y--8v#t
 Dsearch优化 dkp[?f)x
 我们预估要达到设计要求,可能需要十片透镜,但是想逐步增加透镜数量。设DSEARCH 的输入,搜索八片透镜的结构。 这将为您提供一些潜在的初始结构,一旦知道进度的情况,就可以根据需要增加设置。由于光谱范围很宽,因此请设定五个波长而不是设置常用的三个波长,以避免中间波长处的大焦点误差。运行MACro(C35M1),模拟退火(50,2,50) -ix1<e
 [attachment=92533] sB/s17ar
 s@iCfX U
 Y/(-mcR
 X($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{
 lHqx}n@e
 进一步优化 A$6b=2hc>
 这是一个相当不错的设计,因为超消色差理论只适用于超薄透镜,而这些透镜显然并不薄。看看如果 GSEARCH 自己找到玻璃会发生什么。 回到您保存的版本,然后编辑您的MACro,以便 GSEARCH 搜索光明玻璃库中三个玻璃最接近的组合,而不是我们在上面选择的三个玻璃的组合(注意 SKIP 指令,它忽略了 EOS 命令行的输入; 使用NEAREST 选项时,USE 指令不适用):  LTct0Gh
 [attachment=92539] 1U7HS2
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 [attachment=92540] `aycYoD
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 精简删除镜片 &Z!2xfQy>
 结果更好。GSEARCH不使用薄透镜假设,而使用超消色差理论的数值方法。 这种方法可以超越传统的技术方法。  Fo~v.+^?
 这款镜头基本上是完美的。 但是:我们可以用更少的透镜来实现吗? 使用自动透镜删除功能很容易找到可以被删除的透镜。 使用模型玻璃返回您保存的版本,并在优化MACro (C35M2)的顶部添加一个新行:  FJ"9Hs2
 AED 3 QUIET 1 16.  ]S geZ07
 [attachment=92541] eMzCAO
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 o	hlVc%a
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 MTF图 V p{5Kxq
 让我们看看 MTF 在这个视场的情况。 键入 MMF,选择“Multicolor”,然后单击“Execute”。 ,[L$
 [attachment=92542] q04Dj-2<
 zmRK%a(
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 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] E2D8s=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  GYxI$y0:
 AEI 3 1 14 CONLY 100 1 10 50 光学设计,是个灵活的过程,只有多去尝试不同的路径,才会更有可能设计出更好的设计出来。 ^j}sS!p
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4R+gIA
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 感谢 B$EP'5@b
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