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
jEU`ko_  
jR1t&UD3Y  
)c*NS7D~f  
     8.JFQ/) i  
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。     =c/jS  
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。) (B+CI%= D  
     n92*:Y  
    RLE fL$U%I3  
    ID WIDE SPECTRAL RANGE EXAMPLE l/*NscYtQ  
    OBB 0 .25 3 im,H|u_f4  
    UNITS INCH Bk)E]Fk|  
    1 GLM 1.6 50 P'}WmE'B}F  
    3 GLM 1.6 50 : ;l9to  
    5    GLM 1.6 50 /Uxp5 b h  
    6    UMC -0.0625 YMT r{LrQ  
    7 B|I9Ex~L  
    1    TH .6 X 8/9x-E_  
    2    TH .1 @kh:o\  
    3    TH .6 ~t=73 fwB  
    4    TH .1 =:fN  
    5    TH .6 #Sg< 9xsW  
    END bqPaXH n  
     Budo9z_w  
我们还没有指定波长,所以我们得到了默认的CdF光线。我们需要改变这一点。打开光谱向导(MSW)对话框,然后更改指示的点。 ce56$L8[  
    
    
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 E^s<5BC;  
    
vM3 b\yp  
b?^CnMO  
    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: [k~}Fe) x  
     mv,p*0  
    LOG vQH 6CB"  
    STO 9 FH3^@@Y%  
    PANT qX9x#92  
    VLIST RAD 1 2 3 4 5 ]S0tK  
    VLIST TH ALL AIR Yq~$p Vgf  
    VLIST GLM ALL Sgp1p}  
    END ;6)Onwx  
    AANT 57|RE5]|!  
    END QH5[}zs8  
    SNAP #jqcUno  
    SYNOPSYS 50     8el\M/u{  
现在将鼠标放在AANT命令后的空行上,然后单击按钮。默认选择评价函数6,因此只需单击返回宏编辑器按钮即可。这给了我们一个简单的评价函数: F=g +R~F  
     C<B+!16  
    LOG {,X}Btnwp  
    STO 9 F`Ld WA  
    PANT %|izt/B  
    VLIST RAD 1 2 3 4 5 ^{}$o#iof  
    VLIST TH ALL AIR -bP_jIZF;g  
    VLIST GLM ALL Ht,+KbB  
    END L,\wB7t  
    AANT $n#NUPzG+  
    AEC af-  
    ACC w<|Qezi3 w  
    LUL 4 1 1 A TOTL dbsD\\,2%N  
    GSR .5 10 5 M 0 EEJ OJ<  
    GNR .5 2 3 M .7 %G`GdG}T  
    GNR .5 1 3 M 1 |& Pa`=sp  
    END 3:g~@PB  
    SNAP UJ?qGOM3x>  
    SYNOPSYS 50     .,*68S0k7  
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: Vh}F#~BrI  
    
/idrb c  
!Y,*Zc$R  
    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: h0z>dLA#2  
     $8{v_2C){  
    STORE 9 "o}}[hRP  
    STEPS = 50 PRi1 `% d  
    CHG #a+*u?jnnL  
    NOP ""W*) rR   
    END b?]Lx.l-  
    PLOT DELF FOR WAVL = .365 TO 0.9 GET kSUpEV+/  
    9     xH4Qv[k Q7  
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。     U9t-(`[j?  
这是色差校正后的曲线: [XbNZ6  
    
    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。     yt[vd8O'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。     ,!>1A;~wT  
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。     #V-0-n,`  
我们将简要概述手工操作的程序,以便您知道如何操作。     !v\ _<8  
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。 MO%kUq|pg  
    
6 k+4R<  
&cf(}  
    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。 nXJG4$G  
    
|kc#=b@l  
5Z_7Sc  
    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。     xcM*D3  
另一个步骤是让程序为您选择玻璃组合。在CW中输入 F tw ;T|  
    
RlUX][)  
zI{~;`tzN  
    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: I6vy:5d  
    
_eZ*_H,\  
~]V}wZt>h  
    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。) 0K'^g0G  
     <,+nS%a  
    LOG ',bSJ4)Y  
    STO 9 fP8iz `n  
     x2h5,.K  
    CHG cnraNq1  
    1 GTB O 'S-FPL55' C3:CuoE X  
    3 GTB S 'N-SSK8' !4mg]~G  
    5 GTB S 'SF1' _ K Ix7  
    END 73kU\ux  
     x%RG>),U  
    PANT {,+MaH  
    VLIST RAD 1 2 3 4 5 ^\Epz* cL  
    VLIST TH ALL ?aWMU?S  
    !VLIST GLM ALL D^ )?*(  
    END yvIzgwN%s!  
     %EE Q ^lm  
    AANT u3vM!  
    AEC 1LVO0lT  
    ACC {$QkerW3  
    ADT 6 1 1 .D{He9  
    ACM .5 1 .1 bae\EaS ?  
    LUL 4 1 1 A TOTL i_f\dkol  
     A-f, &TO  
    AEC Fk#$@^c@  
    ACC e#odr{2#4u  
    GSR .5 10 5 M 0 9Q>85IiT  
    GNR .5 5 3 M .7 2y5d  
    GNR .5 4 3 M 1 m[DCA\M o@  
    GSO 0 0.003916 5 M 0  `6xr:s  
    GNO 0 0.003 3 M .7 @hwe  
    GNO 0 0.002 3 M 1 7m4*dBTr  
     Yfr4<;%  
    END n?:%>Os$  
     g[Q+DT  
    SNAP H>]A|-rG#  
    SYNOPSYS 50     ps_q3Cyp  
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。 3|(<]@ $  
    
'.{_ 7U  
 P0 9f  
    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: _=_<cg y1u  
    
u*$]Bx  
z\`tn z7>$  
    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?     :nS$cC0x*  
输入 yJ4ZB/ZQ  
bm poptfL  
    STORE 9 TW6F9}'f&  
    STEPS = 50 gC+?5_=<  
    CHG 4'5|YGQj  
    NOP GK=b  
    END 2( U;{;\n*  
    PLOT DELF FOR WAVL = .365 TO 0.9 GET ]j0/.pG  
    
=Q*x=}NH  
L;-V Yo#  
    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! C}qHvwFm  
VWK%6Ye0  
Y_<-.?jf  
oA?EJ~%  

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