| 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B|AV$N* XJ5.
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 本课将探索SYNOPSYS的一个独特功能,当您需要出色的色差校正时,它可以提供帮助,甚至比复消色差更好。     M b1sF
 假设您正在设计一个在0.4到0.9微米范围内使用的镜头。你能用复消色差吗?让我们来看看。这是一个初始结构的RLE文件,除了最后一个表面外,所有表面都是平的,这将为我们提供一个6英寸孔径 F / 8望远镜物镜。(复制这些行并将它们粘贴到MACro编辑器中。) v(D;PS3r
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 0f>5(ek
 RLE )$bS}.
 ID WIDE SPECTRAL RANGE EXAMPLE tlp@?(u
 OBB 0 .25 3 @w !PaP
 UNITS INCH T+k{W6
 1 GLM 1.6 50 X~,aNRy
 3 GLM 1.6 50 r7,t";?>
 5    GLM 1.6 50 y(pks$
 6    UMC -0.0625 YMT jc	f #6
 7 #!KE\OI;@5
 1    TH .6 E5lBdM>2
 2    TH .1 6}Y#= }
 3    TH .6 |(LZ9I
 4    TH .1 oVe|Mss6
 5    TH .6 Um-[~-
 END tX	%5BTv
 KOuCHqCfq
 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。 Z//+Gw<'
 
     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 JU5C}%Q6 aL&7 1^R,
 in- HUG
 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: -Z
 Ugx$
 hUMf"=q+
 LOG #c?j\Y9nz
 STO 9 aAMVsE{
 PANT pF Rg?-
 VLIST RAD 1 2 3 4 5 Pjjewy1}^
 VLIST TH ALL AIR 2=`o_<P'"
 VLIST GLM ALL t+iHQfuP9A
 END <drODjB
 AANT TS9|a{j3!
 END =i*;VFc
 SNAP m6CI{Sa](l
 SYNOPSYS 50     #& 	Rw&
 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:  b8SHg^} (l-ab2'
 LOG ,+xB$e
 STO 9 m?fy^>1
 PANT v,{yU\)
 VLIST RAD 1 2 3 4 5 A.F738Zp{Z
 VLIST TH ALL AIR sN2p76KN
 VLIST GLM ALL /%TI??PGu
 END FZ,#0ZYJGP
 AANT W=vP]x
>J
 AEC (ECnMti+
 ACC ;n=.>s*XL'
 LUL 4 1 1 A TOTL {~sDYRX
 GSR .5 10 5 M 0 % <*g!y	`
 GNR .5 2 3 M .7 @u]rWVy;\[
 GNR .5 1 3 M 1 P5nO78
 END cm[&?
 SNAP ZR]25Yy
 SYNOPSYS 50     $?<Z!*x
 在这里,要校正所有10种波长。是时候进行优化了。运行MACro并模拟退火。镜头变得更好,但仍然不太理想: a8iQ4
 <_tT<5'[$u
 \6<=$vD
 该透镜具有曲率求解,并且在每个波长下程序将重新计算它。(我们当然不希望这种情况发生!)因此,我们制作了第二个MACro,如下所示: YSh+pr
 V7P&%oz{C
 STORE 9 =L:4i\4
 STEPS = 50 }O^zl#
 CHG Q[pV!CH
 NOP vUU9$x
 END .my0|4CQ#@
 PLOT DELF FOR WAVL = .365 TO 0.9 GET 	U`d5vEhT
 9     db6b-Y{
 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。     ie\"$i.98H
 这是色差校正后的曲线: ?$^2Umt0
 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。     9qz6]-K
 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。     D+z?wuXk
 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。     YWe"zz
 我们将简要概述手工操作的程序,以便您知道如何操作。     #9xd[A:	N
 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。 T'&I{L33Y
 /8g^T")
 g,95T	Bc
 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。 -VTkG]{`Ir
 tj4VWJK
 Z2='o_c
 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。      i2(1ki/|O
 另一个步骤是让程序为您选择玻璃组合。在CW中输入 }mdAM6
 U,q\emR
 i	Ae<&Ms
 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: {v2|g
 ?zVL;gVWA
 M8Z2Pg\0
 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。) "zFNg';
 #K Xa&C
 LOG >W`4aA
 STO 9 *"n vX2iz
 "7V2lu
 CHG BT"42#7_
 1 GTB O 'S-FPL55' [YT>*BH ?
 3 GTB S 'N-SSK8' R Yl>
 5 GTB S 'SF1' aZ'Lx:)R
 END $8[r9L!
 e9[|!/./5
 PANT )>-ibf`#?
 VLIST RAD 1 2 3 4 5 <l9-;2L4
 VLIST TH ALL :WL'cJ9a
 !VLIST GLM ALL "D=P8X&vs
 END fUQ6Z,9
 `zXO_@C
 AANT ,gOOiB
}
 AEC D{d>5P?W
 ACC XWs"jt
 ADT 6 1 1 	xz{IH,?IG
 ACM .5 1 .1 p4i]7o@
 LUL 4 1 1 A TOTL ?0oUS+lU
 Bw64
 AEC z0*_^MH
 ACC e=;AfK
 GSR .5 10 5 M 0 {=-\|(Bx
 GNR .5 5 3 M .7 mJ`A_0
 GNR .5 4 3 M 1 'hv k
 GSO 0 0.003916 5 M 0 L^4-5`gj
 GNO 0 0.003 3 M .7 
n>`as
 GNO 0 0.002 3 M 1 jSuL5|Gui
 JPWOPB'H
 END &F5@6nJ`
 B0!"A
 SNAP O
Wj@<N
 SYNOPSYS 50     -7&Gi
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 在运行了这个程序和模拟退火之后,我们得到了一个透镜,在从第一个波长和中间波长,在全场上都被校正的很好,尽管第10个波长(0.4um)并没有像其他波长那样被矫正的那么好。 +_xOLiu
 X2i}vjkY
 V-r3-b
 我们猜测三种玻璃的顺序。有六种可能的组合,通过尝试,我们发现5 1 3的顺序更好。我们以同样的方式进行,查看FST返回的每个组合。第六组更好: b2=0}~LK
 {	e5/+W
 -cm$[,b6
 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?     h=_0+\%
 输入 0Ir<y
 `TPOCxM	Mo
 STORE 9 fH?ha
 STEPS = 50 ee#):
-p
 CHG <K4,7J$}h
 NOP lP!;3iJ B
 END P?]aWJ
 PLOT DELF FOR WAVL = .365 TO 0.9 GET \7
NpT}dj
 13&0rLS
 gxMfu?zk"
 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! FSbHn{@
 Uyr3dN%*r
 k8uvNLA)a
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