小火龙果

2023-05-24 15:07

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面

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课程二十：设计容易制造与加工的非球面

在本课中，我们展示如何将球面替换成非球面，从而改善像质。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。
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头：

[attachment=118033]

（如果您想自己运行此案例，始镜头名为 6.RLE。）

[attachment=118034]

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：

[attachment=118035]

镜头质量得到改善，但 5 阶球差和 3 阶球差没有得到平衡：

[attachment=118036]

转换成非球面。将下面的命令行添加到 PANT 文件并重新优化。

VY 1 G 3

VY 1 G 6

VY 1 G 10

正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ASY 列表给出了系数：

[attachment=118037]

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）。

[attachment=118038]

输入命令 ADEF 1 PLOT

[attachment=118039]

该图表显示与 CFS 有很大不同。这可能难以准确控制。让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。在 PANT 文件中添加

VY 1 G 3

VY 1 G 6

VY 1 G 10

VY 1 G 16

在AANT文件中添加了这些

M 0 100 CLINK

ADEF 1

CD1 FILE 6

= CD1

然后运行这个宏，

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）。

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。

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 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））：

[attachment=118040]

因此，这种加权将使 RMS 偏离与最大光线像差的误差相当。

我们如何找出要添加到 AANT 文件中的其他行？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：BUFFER?

看看放在哪里

[attachment=118041]

[attachment=118042]

我们所需的 RMS 差异在位置 6- 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？

[attachment=118043]

在命令窗口输入 ADEF 1 PLOT

[attachment=118044]

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。

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。

通过拾取 FILE 5，我们也可以控制峰值差异而不是 RMS。将 AANT 命令更改为

M 0 50 CLINK

ADEF 1

CD1 FILE 5

= CD1

点击运行，并重新优化。

[attachment=118045]

现在峰值偏离较小

在命令窗口输入 ADEF 1 PLOT

[attachment=118046]

制造这种非球面有多难？让我们来看看：在命令窗口输入 ADEF 1 FRINGES

[attachment=118047]

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。

使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时要确保它们易于制造。

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