首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> SYNOPSYS -> SYNOPSYS 光学设计软件课程三十一:超消色差 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

小火龙果 2023-07-25 11:15

SYNOPSYS 光学设计软件课程三十一:超消色差

SYNOPSYS 光学设计软件课程三十一:超消色差
EF}Z+7A  
>%xJ e'  
TkK- r(=  
     Lq yY??\@  
本课将探索SYNOPSYS的一个独特功能,当您需要出色的色差校正时,它可以提供帮助,甚至比复消色差更好。     F3+)bIz  
假设您正在设计一个在0.4到0.9微米范围内使用的镜头。你能用复消色差吗?让我们来看看。这是一个初始结构的RLE文件,除了最后一个表面外,所有表面都是平的,这将为我们提供一个6英寸孔径 F / 8望远镜物镜。(复制这些行并将它们粘贴到MACro编辑器中。) kfn5y#6NZ  
     )@Ly{cw   
    RLE z[vMO%  
    ID WIDE SPECTRAL RANGE EXAMPLE ,]>Eg6B,u  
    OBB 0 .25 3 o-R;EbL  
    UNITS INCH ,Xao{o(  
    1 GLM 1.6 50 Y6V56pOS  
    3 GLM 1.6 50 TfMuQi'>  
    5    GLM 1.6 50 1Ocyrn  
    6    UMC -0.0625 YMT :H6Ipa  
    7 r..\(r  
    1    TH .6 55fV\3F|R  
    2    TH .1 R5qC;_0cV  
    3    TH .6 U$qSMkj6RK  
    4    TH .1 =d`,W9D  
    5    TH .6 D guAeK  
    END ;g*ab  
     |nB2X;K5~  
我们还没有指定波长,所以我们得到了默认的CdF光线。我们需要改变这一点。打开光谱向导(MSW)对话框,然后更改指示的点。 EI]NOG 0  
    
    
单击“获取光谱”按钮后,单击“应用于镜头”按钮。镜头现在有更广泛的光谱。这是我们的起始镜头,在SketchPad显示屏中 jg#%h`  
    
 &+u$96  
kE=}.  
    结果很差,需要优化。让我们优化它,改变玻璃模型。制作一个MACro: F+|zCEc  
     rj<r6  
    LOG (@~d9PvB>  
    STO 9 EG2NE,,r  
    PANT n a_Y<R`  
    VLIST RAD 1 2 3 4 5 In5' (UHW:  
    VLIST TH ALL AIR o`7Bvh2  
    VLIST GLM ALL ?$v#;n?@I  
    END [P407Sa"  
    AANT 7$k[cL1  
    END _da>=^hFJ  
    SNAP tGe|@.!  
    SYNOPSYS 50     IZoa7S&t  
现在将鼠标放在AANT命令后的空行上,然后单击按钮。默认选择评价函数6,因此只需单击返回宏编辑器按钮即可。这给了我们一个简单的评价函数: R6*:Us0\FJ  
     4l560Fb'U  
    LOG '3 5w(  
    STO 9 (@>X!]{$  
    PANT =EgiV<6vcH  
    VLIST RAD 1 2 3 4 5 tUH#%  
    VLIST TH ALL AIR Q3*@m  
    VLIST GLM ALL H"6Sj-<=  
    END :VX?j 3qW  
    AANT YD 1u  
    AEC + v{<<  
    ACC aHvTbpJ  
    LUL 4 1 1 A TOTL \E5%.KR  
    GSR .5 10 5 M 0 uAwT)km {  
    GNR .5 2 3 M .7 QG$LbuZ`  
    GNR .5 1 3 M 1 d~u+:[\=/  
    END iZ yhj%#  
    SNAP y".uu+hL`  
    SYNOPSYS 50     :D`ghXj  
在这里,要校正所有10种波长。是时候进行优化了。运行MACro并模拟退火。镜头变得更好,但仍然不太理想: 17 Hdj  
    
a`|&rggN  
"X=l7{c/  
    该透镜具有曲率求解,并且在每个波长下程序将重新计算它。(我们当然不希望这种情况发生!)因此,我们制作了第二个MACro,如下所示: =Wn11JGh  
     -Xb]=Yf-  
    STORE 9 hlWTsi4N  
    STEPS = 50 wz3BtCx  
    CHG p(fYpD  
    NOP ?KDI'>"-v  
    END F 0 q#.   
    PLOT DELF FOR WAVL = .365 TO 0.9 GET #p_3j 0S  
    9     -Zh`h8gX  
此文件删除所有的求解(和拾取,如果有的话),然后绘制离焦。然后,它以相同的方式得到镜头。     bsO78a~=P  
这是色差校正后的曲线: pn<M`,F~q  
    
    当然,这对于玻璃模型是有效的,通常我们会替换成真正的玻璃并重新优化。 但目前我们有一个消色差,校正了两个波长。因为我们可以在图表上画一条水平线,它会在两个地方与曲线相交。我们认为这种校正对我们来说不够好。 现在是时候学习制作“超消色差”了。     I4.^I/c(  
首先,我们将展示如何使用SYNOPSYS的玻璃地图功能自己找到合适的镜片组合。然后我们将展示程序如何自动完成任务。     I"eXoqh  
超消色差一词是马克斯•赫茨伯格在1963年在《应用光学》上发表的一篇论文中首创的。他的理论说,如果你制作一个玻璃库的图表,其中的坐标轴是P*和P**的值,然后选择三个在一条直线上的玻璃,就有可能同时校正四个波长。P*是指部分色散(NF - N*)/(NF - NC),其中F和C为0.4861和0.6563的夫琅和费谱线,N*为1.014的IR谱线。N**是0.365 um的UV线,给你一个类似的P**的方程。     icLf; @  
我们将简要概述手工操作的程序,以便您知道如何操作。     sS7r)HV&GI  
屏幕上的SYNOPSYS玻璃图可以向我们展示我们的需求。 键入MGT以打开“玻璃表选择”对话框并选择O(Ohara)目录。显示玻璃图时,单击“图形”按钮,然后选择底部选项。 4 IuQQ  
    
dOh`F~ Y)e  
Y5M>&}N  
    在此图表中,您可以看到每个元件的模型的当前位置(红色圆圈)。他们有点紧凑,但这是一个很短的路线。您需要做的是调整线条,使其连接三种玻璃类型,最好是尽可能长的线条。您往往选择靠近的底部的火石玻璃,并按单击其中一个。这就把线的底部放在那个玻璃上。然后在分布的顶部附近选择一个玻璃,然后单击键将其放在那里。现在选择靠近该线中心的第三个玻璃,并尽可能靠近它。写下这三个玻璃的名字。 481J=8H  
    
f^\qDvPur  
`Hld#+R  
    我们有三种潜在的超消色差镜。它们是S-PHM52型、S-NPH5型和S-TIL27型。您还可以显示相对成本和其他属性,以帮助您选择三个可接受的玻璃。然后你把这三种玻璃镜插入镜头并进行优化。如果不能得到满意的镜头,你可以根据相同的操作选择不同的三个的组合。这个过程相当繁琐,但通常都很有效。     dt%waM!  
另一个步骤是让程序为您选择玻璃组合。在CW中输入 gh>'O/9  
    
M}MXR=X,  
:f<3`x'  
    FST的意思是找到超消色差三片镜。该输入将检查Ohara和Schott编目中所有玻璃类型的组合,并对最适合超消色差的10种进行评级。在命令窗口中输入FST,该程序发现以下内容: P]hS0,sE<(  
    
zBg>I=hiG  
xcz[w}{eEq  
    这种方法优于手工操作,因为它可以将不同厂家的玻璃结合在一起。例如,组合5是由一个Ohara玻璃和两个来Schott的玻璃。让我们试试这个组合。我们编辑优化MACro,如下所示。(这里,我们使用了现成的评价函数8,它校正了横向色差和OPD畸变的组合,然后调整了权重。) 3eX;T +|o  
     %9Br  
    LOG xFvDKW)_X7  
    STO 9 m08:EX P  
     z'OY6  
    CHG _PUgK\  
    1 GTB O 'S-FPL55' hDTiXc  
    3 GTB S 'N-SSK8' N'[bA  
    5 GTB S 'SF1' )D?\ru H  
    END qP@d)XRQ  
     @LZ'Qc }@  
    PANT f Glvx~  
    VLIST RAD 1 2 3 4 5 GAG=4 g  
    VLIST TH ALL }#va#Nb(,  
    !VLIST GLM ALL f6@fi`U ,  
    END Wm!lWQu7  
     n%GlO KC  
    AANT 4Rj;lAlwB  
    AEC S?_/Po|  
    ACC )* 5R/oy,  
    ADT 6 1 1 Q[?O+  
    ACM .5 1 .1 ?\[2Po]n  
    LUL 4 1 1 A TOTL ti$d.Kc(  
     owHV&(Go(B  
    AEC aD)XxXwozm  
    ACC VQA}!p  
    GSR .5 10 5 M 0 x|C[yu^c  
    GNR .5 5 3 M .7 (s`oJLW>  
    GNR .5 4 3 M 1 Teq1VK3Hr  
    GSO 0 0.003916 5 M 0 4pNIsjl}  
    GNO 0 0.003 3 M .7 3>LyEXOW  
    GNO 0 0.002 3 M 1 z/09~Hc  
     Ws2SD6!4`  
    END |KEq-  
     ~a@O1MB  
    SNAP R&Mv|R   
    SYNOPSYS 50     fT9z 4[M  
在运行了这个程序和模拟退火之后,我们得到了一个透镜,在从第一个波长和中间波长,在全场上都被校正的很好,尽管第10个波长(0.4um)并没有像其他波长那样被矫正的那么好。 ;\~{79c  
    
RW19I,d  
N0A PX4j  
    我们猜测三种玻璃的顺序。有六种可能的组合,通过尝试,我们发现5 1 3的顺序更好。我们以同样的方式进行,查看FST返回的每个组合。第六组更好: zzmZ`Ya  
    
;:(kVdb  
mY[s2t  
    现在我们在整个(非常宽)光谱区域上校正到大约四分之一波长。我们的第二个MACro现在展示了什么?     3u]#Ra~5  
输入 bMWL^*I  
$v|/*1S  
    STORE 9 L%4[,Rsw  
    STEPS = 50 Fh  t$7V  
    CHG 0a<:.}  
    NOP w D|p'N  
    END  cTpmklq  
    PLOT DELF FOR WAVL = .365 TO 0.9 GET v4_p3&aj  
    
rzmd`)g  
F<SCW+>z2a  
    当然,它是在三种波长上校正的,但我们的目标是四种波长。为什么曲线在右端不会再上升,就像一个真正的超消色差设计?这个程序在评价函数中平衡了一切,而不仅仅是轴向色差,少量的色球差使它稍微偏离。不过,这是一个很好的镜头! g-B~" tp  
Qn`$xY9mT  
8j~:p!@  
V/%tFd1  

查看本帖完整版本: [-- SYNOPSYS 光学设计软件课程三十一:超消色差 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2026 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计