SYNOPSYS 光学设计软件课程二十六:融会贯通
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SYNOPSYS 光学设计软件课程二十六:融会贯通 ?ZM^%]/+ Lj-{t% } a:xgjUt&5 qSCTFJ0 gNi}EP5> 在本课中,我们将进行一项高难度的镜头设计任务,该任务将包含您在之前课程中学到的许多强大功能。 0wYiu 这种镜头须在0.38到0.9微米的波长范围内工作。此外,我们希望镜头光圈数F / 0.714。以下是要求: 1o)=GV1 1.光源在无穷远处,0.8度半视场,1.26毫米半孔径。 2.光谱范围0.38至0.9微米。 3.F/number 0.714 4.总长不超过45毫米。 5.良好的畸变校正。 6.像方远心。 7. 无薄边边缘,中心厚度不超过8毫米 z+2u-jG 这个任务可能需要10个镜片,但是我们想逐渐增加镜片。我们为DSEARCH设置了输入,要求提供8个镜片的透镜。这将为我们提供一些潜在的初始结构,一旦我们看到事情的进展,就可以根据需要增加复杂性。由于光谱范围很宽,我们选择指定五个波长而不是通常的三个波长,以避免中间波长的误差。 [@s=J)H J4&XPr9 CORE 14 -q|*M:R DSEARCH 3 QUIET }W)Mwu'W v,@E}F~-f1 SYSTEM 3# :EK
M~! ID EXAMPLE WIDE-SPECTRUM FAST LENS \c'%4Ao UNI MM Wpa$B
)xg OBB 0 0.8 1.26 k@lXXII ? WA1 0.9 0.77 0.64 0.51 0.38 JiUT\y CORDER 3 1 5 {K6Kx36 END k.h^ $f se"um5N- GOALS :0|Hcg ELEMENTS 8 3 pHn_R FNUM 0.7143 100 U0ns3LirP BACK 0 0 cKSfqqPm$" TOTL 0 0 ]r]+yM| STOP FREE [cY?!Qd0 COLORS M [_h.1oZp~ RSTART 10 >J?jr&i THSTART .25 +KYxw^k}"7 ASTART 0.1 'G3+2hah RT 0.7 ?cA8P.?^A OPD >zN"
z) QUICK 50 50 ~&vA_/M ANNEAL 200 20 Q yDDghW'\WU END z1)$ SPECIAL PANT knI*- SLIMIT 100 0.1 _-YL!oP END Kn3YI9 |
3hT { SPECIAL AANT ! 设置特殊优化函数 -(|7`U AEC .1 1 .05 ! 边缘探测器 A;b=E[iv ACM .1 1 .05 ! 透镜最小厚度 CAA tco5 ACC 8 1 0.5 ! 最大透镜TH 7Q<Kha ACA 70 1 1 ! 避免临界角度折射 1
yxZ LUL 45 1 1 A TOTL ! 限制总长 ^/ULh,w!fP A BACK w i![0IE ) M 0.5 1 A BACK ! 想要0.5mm的图像间隙 #3AYz82w M 0 1 A P YA 1 S GIHT ! 控制畸变 )ylv(qgV M 0 1 A P HH 1 ! 使其远离中心 \a9D[wk;@ END 8N</Yi|n GO >;T$#LZ .eZPp~[lAN `lH1IA/3 运行这个文件,在不到一分钟的时间内获得一个不错的起点。DSEARCH为我们创建了一个优化MACro,在运行它然后运行了几个周期后,我们得到了这个设计: ,k`YDy|#e Ac*B[ywA3 d;*OO xQV 由于色差校正将是一个挑战,下一步是找到一些有可能制造“超消色差”的透镜。使用命令MGT打开玻璃库,选择Schott玻璃库,单击图形按钮,然后选择底部选项,以绘制P *与P **。需要三种玻璃在一条长线上。按住单击镜片P-SF68,它定义了线的底部,然后单击镜片N-PK52A,定义顶部。 :e5:\|5*5 v ^ FV
t GF$rPY[ 看到玻璃N-F2吗?它在线的中心附近。这给了三种类型的玻璃,但是我们还不知道该给哪个透镜赋值。不要担心:GSEARCH可以告诉我们。 Rh05W_?Js 接下来创建两个文件。第一个是普通的优化文件。使用DSEARCH为我们很好地创建的MACro,删除GLM变量并请求40次运行。如果上述玻璃组合导致光线追迹失败,须要求优化程序运行自动光线故障修复程序。 Dohl,d {7j6$.7J$& /*mFP.en \Nh^Ig PANT rH
[+/&w5 SLIM 100 0.1 &-=G9sb, VY 0 YP1 ! 让程序找到最佳光阑位置 cP$wI;P VLIST RD ALL Azdz3/ VLIST TH ALL Wfi:wCqZG END BIHHRCe:@n AANT P _7t|0aNo\ M 0.140000E+01 0.100000E+03 A CONST 1.0 / DIV FNUM WsK"^"Z GSR 0.500000 1.000000 4 M 0.000000 P^uP$D GNR 0.500000 1.000000 4 M 0.500000 )edU <1P GNR 0.500000 1.000000 4 M 1.000000 7><*
9iOW AEC .1 1 .05 &)fhlp5 ACM .1 1 .05 jN5} 2 p* ACC 8 1 0.5 ;c \zgs~"T ACA 70 1 +lk\oj$S+
LUL 45 1 1 A TOTL eKU@>5 A BACK Np5/lPb1 M 0.5 1 A BACK 0qotC6l~_w M 0 1 A P YA 1 b@Mng6R S GIHT GakmROZ@9 M 0 1 A P HH 1 eaZ)1od END 56j/w[&8 SNAP 10 zwniS6R1 SYNOPSYS 40 0 FIX 30 S9F]!m^i 我们保存文件并命名为GSOPT.MAC,因此会产生第二个宏去驱使GSEARCH运行我们想要的结果。(L26M3) X<@y*?D9D GSEARCH 3 QUIET LOG JE8p5WaR SURF Cs~\FI1wR 1 3 5 7 9 11 13 15 h9)]N&07b END eiNk]KXAYX NAMES VUg~[ S N-PK52A "*H'bzK S N-F2 V~gUMu4ot S P-SF68 t"Vr;0!{ END IZ(CRKCGBl USE 3 ! 仅允许使用所有三种玻璃类型的情况 _UVX GO ?'8MI|*l% \qK}(xq[ vSHIl"h VQW)qOR9 然后我们运行这个文件。 xa%ktn 我们得到的结果如下: LF3GVu, +ke42Jwt {1-CfQ0
8 这已经接近要求 - 但让我们尝试其他的东西。超消色差的理论适用于薄透镜,并且这些薄透镜不是很薄。回到DSEARCH的结果,这一次要求GSEARCH从Schott目录中找到相应玻璃,与目前的玻璃相差不远。将GSEARCH MACro更改为: lLwQridFXh FO3eg"{N '%|20j yZPFo GSEARCH 3 QUIET LOG 5 xzB1n8 SURF 6O|\4c; 1 3 5 7 9 11 13 15 }s)&/~6 END ;0_J7 NEAREST 3 P W U4vb S ]F)-}
END Y_ ;i GO ^zluO G<WDyoN=O c%,6L <[ HBf8!\0|/ "GC]E8&>H 然后再次运行它。结果更好,如下所示。 jX8 C2}j ,I:m*.q @Y<ZT;J 我们是否可以用更少的透镜来达到我们的目的?使用自动透镜删除功能很容易找到。在优化MACro的顶部添加一个新的命令行: CFrHNU AED 3 QUIET 1 16 Vh[o[ U 并再次运行它。程序检测到您可以删除透镜5。点击OK(删除该透镜),从MACro中删除AED行,然后重新优化并模拟退火。现在你得到了这个: Rb>RjHo S uJ5%JB("E Appz1q 只需要七个镜片!让我们来看看MTF效果。 u:u 7|\q
'jl XLb FCO 0 lp%.n= '\ MFF ?%fZvpn - ICOL M iI Nu`>I HBAR 0 .5 .75 1 'L+BkE6+% GBAR 0 :W<,iqSCm PLOT C-b% PgA byxehJ6[V %-p{?=:K W%Nu]9T 在像质分析里面选择MTF(衍射) 多视场衍射MTF,颜色改为M,然后运行MMF 5z mHb bFxJ| >xMhA`l 让我们看看后焦点位置与波长的函数。输入AI句子 zZ0V6T} 我们完成了吗?让我们看看后焦点位置与波长的函数有多稳定。输入AI句子:PLOT BACK FOR WAVL = .38 TO .9 92ww[+RQ@ Pisr&"A c5+lm}R ? 在这个宽谱范围内,近轴焦点位置仅变化约0.6 uM。是的,这是一个很好的镜头!在你真正制作镜头之前,请将光阑移动到表面5 - 但这对于本课来说已经足够了。您可以看到SYNOPSYS如何轻松应对这一具有挑战性的问题。 +dpj? 如果七个镜片的结果不够好怎么办?那么,您可以尝试自动透镜插入功能,添加该命令行 Uht:wEr AEI 3 1 14 CONLY 100 1 10 50 qvT+d
l3#[ 到MACro的顶部。这将在所有当前镜头的每一侧依次添加胶合透镜,然后返回最佳效果的组合。使用这些工具,您可以选择其中一种方式 如果您还想尝试空气间隔,请将CONLY更改为CEMENT。然后他们也将进行测试。 4J2F>m40 如果我们在P * -P **图上选择不同的行,会发生什么?这会给我们三种不同的玻璃尝试。在尝试之前,你永远不会知道还有什么可能比这更好。 d3J_IW+8R$ 当你拥有如此多的强大工具时,探索其他组合很有趣并且往往是有益的。 naCI55Wx 如果你想了解我们优秀镜头的属性,这里是RLE文件: ij5=f0^4. :q[n1
O[Ch rd~W.b_b !td.ks0 RLE 9s6lt#?b ID EXAMPLE WIDE-SPECTRUM FAST LENS 50760 l0 :xQV` ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000001011101 93 2jBE+k"M FNAME 'DSEARCH07.RLE ' Ywq+l]5/p MERIT 0.252142E-03 >gLyz2 LOG 50760 o5@P>\u> WA1 .9000000 .7700000 .6400000 .5100000 .3800000 \I{A33i2w CORDER 3 1 5 2 4 t|"d#5' WT1 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000 s(LqhF[N2] APS 1 UNITS MM !0+Ex
F OBB 0.000000 0.80000 1.26000 -0.14478 0.00000 0.00000 1.26000 0 AIR 69[k
?')LM 1 RAD -12.3575888493127 TH 8.00349843 3;gtuqwD$ 1 N1 1.70683888 N2 1.71075605 N3 1.71661866 N4 1.72704962 N5 1.75095371 &b8D'XQu 1 CTE 0.568000E-05 'MlC
1HEp 1 GTB S 'N-LAK10 ' }H^^v[4 2 RAD 5.6036307276255 TH 0.42904026 AIR BV:,bS 3 RAD 8.4130780171013 TH 6.59790611 CrQ&-!Eh 3 N1 1.73259261 N2 1.73873215 N3 1.74890937 N4 1.76882390 N5 1.82136771 F=c_PQO 3 CTE 0.800000E-05 3<E$m* 3 GTB S 'SF4 ' p{PYUW"?^ 4 RAD -9.1818032305934 TH 5.54967141 AIR )BrqE uX@" 5 RAD -56.1367087651872 TH 8.00224863 L%Hm#eFx 5 N1 1.87928012 N2 1.88604915 N3 1.89699697 N4 1.91801250 N5 1.97244514 Ot<!Y M 5 GTB S 'N-LASF46B ' y_r6T
XnGL 6 RAD 4.8482482223468 TH 0.10000000 AIR f#MN-1[67 7 RAD 4.3440291976542 TH 1.00000148 9}_f\Bs 7 N1 1.49128809 N2 1.49299454 N3 1.49554375 N4 1.50001997 N5 1.50986013 )fr\V." 7 CTE 0.130100E-04 +38P$Koz{r 7 GTB S 'N-PK52A ' 9xp
;$14 8 RAD -5.7980974504808 TH 0.10000000 AIR F+r6/e6a 9 RAD 3.1580916229850 TH 1.00865373 bcs(# 9 N1 1.49128809 N2 1.49299454 N3 1.49554375 N4 1.50001997 N5 1.50986013 9 CTE 0.130100E-04 ^/,yZ: 9 GTB S 'N-PK52A ' TC}u[kM 10 RAD -6.1466379437070 TH 0.12251679 AIR \H12~=p`B 11 RAD -5.2492188361156 TH 6.03606534 rnaDo\5 11 N1 1.88762683 N2 1.89708892 N3 1.91293610 N4 1.94491007 N5 2.03856725 }'-
) 11 CTE 0.590000E-05 Im#$iPIvT 11 GTB S 'N-SF66 ' )j*qGsOg 12 RAD -7.8896787646760 TH 0.10004337 AIR LvdMx]*SSr 13 RAD 1.1618206771614 TH 1.00000000 w;_=$L'H&G 13 N1 1.87928012 N2 1.88604915 N3 1.89699697 N4 1.91801250 N5 1.97244514 13 GTB S 'N-LASF46B ' =?aB@& 14 RAD 1.0699320226013 TH 0.49970566 AIR c:T P7"vG 14 TH 0.49970566 C[,-1e? 14 YMT 0.00000000 I{bi3y0 15 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR PS1~6f"D END SQx):L)P6 @]4 s&;
xn[di-LF C(hg"_W ou 你认为你可以通过不同的镜头设计程序快速找到这种设计吗?我们不这么认为。尝试一下,如果它成功的话,让我们知道它花了多长时间。 G8'3.;"W5 ocUu n4,J#h/
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