首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> SYNOPSYS -> SYNOPSYS 光学设计软件课程二十六:融会贯通 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

小火龙果 2023-07-04 09:24

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十六:融会贯通

DB5J3r81  

{> YsrD C  
SYNOPSYS 光学设计软件课程二十六:融会贯通
 :\\NK/"  
HIXAA?_eh=  
qq/>E*~  
QB*,+u4  
     An{>39{  
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。 X zJ#)}f  
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: \c< oVF'  
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 EtKq.<SJ  
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。
_MBhwNBxZ  
jE\ G_>  
    CORE 14 R2,9%!iiX  
    DSEARCH 3 QUIET Ghgn<YG  
     "do5@$p|  
    SYSTEM BJj'91B[d  
    ID EXAMPLE WIDE-SPECTRUM FAST LENS ^M'(/O1  
    UNI MM L  ;L:  
    OBB 0 0.8 1.26 [';o -c"!  
    WA1 0.9 0.77 0.64 0.51 0.38 'J,UKK\5  
    CORDER 3 1 5 L4>14D\  
    END o,*m,Qc  
     aZN?V}^+  
    GOALS >)kKP8l7  
    ELEMENTS 8 DYf QlA  
    FNUM 0.7143 100 X:GRjoa  
    BACK 0 0 }r: "X<`  
    TOTL 0 0 AxH;psj  
    STOP FREE .xT?%xSi/  
    COLORS M q+?&w'8  
    RSTART 10 ?Mjs[|  
    THSTART .25 p<mL%3s0  
    ASTART 0.1 UPhO =G  
    RT 0.7 Dvg'  
    OPD d@ZDIy  
    QUICK 50 50 MntmBj-T  
    ANNEAL 200 20 Q 3:,%># "  
    END q"VmuQ  
    SPECIAL PANT Y&6jFT_  
    SLIMIT 100 0.1 QVT0.GzR  
    END '12m4quO  
     ynsYU(  
    SPECIAL AANT                     ! 设置特殊优化函数 >z<L60S  
    AEC .1 1 .05                      ! 边缘探测器 ,U{dqw8E{  
    ACM .1 1 .05                      ! 透镜最小厚度 8W&1"h`  
    ACC 8 1 0.5                      ! 最大透镜TH mdc?~??8  
    ACA 70 1 1                           ! 避免临界角度折射 'V&g"Pb  
    LUL 45 1 1 A TOTL                !  限制总长 56pj(}eq  
    A BACK !VD$uT  
    M 0.5 1 A BACK                      ! 想要0.5mm的图像间隙 Ne u$SP  
    M 0 1 A P YA 1 S GIHT              ! 控制畸变 Ua}R3^_)a  
    M 0 1 A P HH 1                     ! 使其远离中心 ;]LQ}^MP(  
    END ? NoNg^Of  
    GO @K"$M>n$Z  
LphCx6f,X  
zA#pgX[#  
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:
mS%4  
    
(%^C}`|EA  
     hC$e8t60  
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。 ie1~QQ  
    
Xe4   
     7J9<B5U  
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。 ui?@:=  
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。 a!o%x  
!!.@F;]W  
7{r7  
z(A60b}  
    PANT /[/L%;a'p  
    SLIM 100 0.1 dw6ysOR@  
    VY 0 YP1      ! 让程序找到最佳光阑位置 y>C !cYB  
    VLIST RD ALL Sstz_t  
    VLIST TH ALL xhALJfv  
    END q>%B @'  
    AANT P nKE^km  
    M   0.140000E+01  0.100000E+03 A CONST 1.0 / DIV FNUM 61_PSScSY  
    GSR     0.500000     1.000000      4  M    0.000000 e/4C` J-  
    GNR     0.500000     1.000000      4  M    0.500000 <8(q.  
    GNR     0.500000     1.000000      4  M    1.000000 Q%6zr9  
    AEC .1 1 .05 >_Tyzl>z  
    ACM .1 1 .05 1 Ne;U/  
    ACC 8 1 0.5 3ko h!q+  
    ACA 70 1 dsX"S;`v  
    LUL 45 1 1 A TOTL z^wod  
    A BACK [Vbd su9  
    M 0.5 1 A BACK VK/L}^=GOO  
    M 0 1 A P YA 1 "y8W5R5kL4  
    S GIHT ,tXI*R  
    M 0 1 A P HH 1 J[}j8x?r  
    END !}} )f/  
    SNAP 10 X!V#:2JY  
    SYNOPSYS 40 0 FIX 30 7oC8I D  
    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) $JOtUB{  
    GSEARCH 3 QUIET LOG V1,p<>9  
    SURF E!X>C^  
    1 3 5 7 9 11 13 15  }se3y  
    END $mT)<N ;w  
    NAMES sC"w{_D@*4  
    S N-PK52A \Ec*Gq?.  
    S N-F2 # ,H!<X;SS  
    S P-SF68 _k}Qe ;  
    END #)L}{mHLM-  
    USE 3           ! 仅允许使用所有三种玻璃类型的情况 |a) zuC  
    GO P*[wB_^&UP  
E 6#/@C,  
     O\!'Ds+gX  
LT)I ?ud  
然后我们运行这个文件。 )M8,Tv*~  
我们得到的结果如下:
N~b0b;e  
    
; P<h 9(  
     mCn:{G8+  
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: M4|ION  
pcIS}+L  
{ Mf-?_%  
 rPr]f;  
    GSEARCH 3 QUIET LOG Pc?"H!Hkn  
    SURF #t2N=3dOj  
    1 3 5 7 9 11 13 15 ~[F7M{LS  
    END du0o4~-  
    NEAREST 3 P Y4N7# 5  
    S K#6@sas  
    END 1\{FKO t  
    GO W9} ,f  
}T PyHq"  
*" OlO}o  
J(8?6&=ck  
EXbZ9 o*  
然后再次运行它。结果更好,如下所示。
'cu14m_  
    
CL`+\ .  
     W8x&:5Fc)3  
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: \ C$t  
AED 3 QUIET 1 16 /V cbT >=  
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: 3_9CREZCl  
    
Q(Yn8t  
     o&M.9V?~~  
只需要七个镜片!让我们来看看MTF效果。 LRaO}-<b  
V^!^wLLi  
    FCO 0 d"E3ypPK  
    MFF %TAS4hnu%  
    ICOL M '.N}oL<gP  
    HBAR 0 .5 .75 1 a* }>yad  
    GBAR 0 B1Pi+-t  
    PLOT x|AND]^Q  
3mopTzs)  
db_}][;.c  
J"S(GL  
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 v:Gy>&  
    
+84 p/ B#  
     - q(a~Ge  
让我们看看后焦点位置与波长的函数。输入AI句子 h 2JmRO  
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 x)Zm5&"Gg  
    
Qc!3y>Y=_  
     $;$vcV9*  
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。 G; exH$y  
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 +e.w]\}  
AEI 3 1 14 CONLY 100 1 10 50 av5a2r0W1  
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。  y<m[9FC}  
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。 3b#L*-  
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。 j+dQI_']x  
如果你想了解我们优秀镜头的属性,这里是RLE文件: WI*CuJU<zJ  
4M]l~9;A  
\et2aX !  
^~vM*.j~j  
    RLE VpB)5>  
    ID EXAMPLE WIDE-SPECTRUM FAST LENS       50760 K1R?Qt,qDF  
    ID1 DSEARCH CASE WAS 0000000000000000001011101     93 Fv)E:PnKC  
     FNAME 'DSEARCH07.RLE                                     ' mN.[bz  
     MERIT   0.252142E-03 Y-st2r[,  
     LOG    50760 5}w   
     WA1 .9000000 .7700000 .6400000 .5100000 .3800000 h6IXD N  
     CORDER   3   1   5   2   4 Q@PDhISa  
     WT1 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000 |v : )9  
     APS               1  UNITS MM ]jiVe_ OS<  
     OBB  0.000000      0.80000      1.26000     -0.14478      0.00000      0.00000      1.26000    0 AIR G3]#Du  
    1 RAD    -12.3575888493127   TH      8.00349843 h 6?Z  
    1 N1 1.70683888 N2 1.71075605 N3 1.71661866 N4 1.72704962 N5 1.75095371 '3sySsD&O  
    1 CTE   0.568000E-05 .m\0<8C  
    1    GTB S    'N-LAK10         ' @x743}Y\  
    2    RAD      5.6036307276255   TH      0.42904026 AIR ZQ*Us*9I  
    3    RAD      8.4130780171013   TH      6.59790611  \G)F*  
    3 N1 1.73259261 N2 1.73873215 N3 1.74890937 N4 1.76882390 N5 1.82136771 ":s_ O.  
    3 CTE   0.800000E-05 l1O"hd'~s  
    3    GTB S    'SF4             ' Wi!"V cn  
    4    RAD     -9.1818032305934   TH      5.54967141 AIR }a9G,@:k  
    5    RAD    -56.1367087651872   TH      8.00224863 P,3w b  
    5 N1 1.87928012 N2 1.88604915 N3 1.89699697 N4 1.91801250 N5 1.97244514 lsOfpJ  
    5    GTB S    'N-LASF46B       ' 34N~<-9AY  
    6    RAD      4.8482482223468   TH      0.10000000 AIR Ok\X%avq  
    7    RAD      4.3440291976542   TH      1.00000148 -/Wf iE  
    7 N1 1.49128809 N2 1.49299454 N3 1.49554375 N4 1.50001997 N5 1.50986013 vp*+C kd  
    7 CTE   0.130100E-04 y5O &9Ckw  
    7    GTB S    'N-PK52A         ' W\w#}kY  
    8    RAD     -5.7980974504808   TH      0.10000000 AIR f.66N9BHL,  
    9    RAD      3.1580916229850   TH      1.00865373 }P{Wk7#Jq  
    9 N1 1.49128809 N2 1.49299454 N3 1.49554375 N4 1.50001997 N5 1.50986013    9 CTE   0.130100E-04 S++~w9}  
    9    GTB S    'N-PK52A         ' O1t$]k:  
    10    RAD     -6.1466379437070   TH      0.12251679 AIR "8cI]~ V  
    11    RAD     -5.2492188361156   TH      6.03606534 mK"s*tD  
    11 N1 1.88762683 N2 1.89708892 N3 1.91293610 N4 1.94491007 N5 2.03856725 {i8 zM6eC  
    11 CTE   0.590000E-05 esx/{j;<u  
    11    GTB S    'N-SF66          ' :lvBcFw  
    12    RAD     -7.8896787646760   TH      0.10004337 AIR %OO}0OW  
    13    RAD      1.1618206771614   TH      1.00000000 _!, J iOI  
    13    N1 1.87928012 N2 1.88604915 N3 1.89699697 N4 1.91801250 N5 1.97244514   13 GTB S    'N-LASF46B       ' $6D* G-*8  
    14    RAD      1.0699320226013   TH      0.49970566 AIR %+Z*-iX  
    14 TH       0.49970566 ysp`(n=  
    14    YMT      0.00000000 T{f$S  
    15    CV      0.0000000000000   TH      0.00000000 AIR   NT5'U  
    END 2=0HQXXrq  
~gMt U  
Hk h'h"_r  
     CAs:>s '8  
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。
4G&dBH  
7C3YVm6g  
%Pt){9b  

查看本帖完整版本: [-- SYNOPSYS 光学设计软件课程二十六:融会贯通 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计