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小火龙果 2023-08-08 10:11

SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四:90度目镜

在本课中,我们将设计一个目镜。我们将让计算机完成几乎所有工作。结果是一个具有良好性能的8片镜片的镜头。 <N`rcKE%~P  
我们假设望远镜物镜图像直径为1.2英寸,我们希望观察者看到90度的无畸变图像。 这种镜头可以通过两种方式设计:从物镜到眼睛,或者从眼睛到物镜。 在这个例子中,我们将选择前一个方案。 (在第37课中,我们将以另一个方案进行。) , 1`eH[  
我们将从远处的物镜将光线对准镜头,首先对准镜头内一英寸的一点,并要求光线以45度的角度从轴上射出。 .#Sd|C]R7  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) gXfAz,  
q&W#nWBV  
    TIME "thu@~aC  
    CORE 12 twN(]w}Ps|  
    OFF 1 99 'Klz`)F  
    DSEARCH 5 QUIET |w>DZG!}1-  
    SYSTEM S%T1na^x  
    ID EYEPIECE EXAMPLE Hv IN'  
    OBD 1.0E9 45 1.27  ipyO&v  
    UNI MM 5GRN1Aov<  
    WAVL CDF h\ ybh  
    WAP 1 sP&E{{<QTF  
    END  43VuH  
     Cn{UzSKfs  
    GOALS Cy2X>Tl"<E  
    ELEMENTS 9 >:Oo[{)  
    TOTL 200 .01 \Lc]6?,R  
    BACK 0 0 nrxN_0 R%  
    FNUM 7.0 10 U{_O=S u  
    ASTART 5 yT,UM^'  
    THSTART 5 9c?izpA  
    RSTART 100 P$oa6`%l  
    RT 0.25 ![V<vIy  
    NPASS 80 ^wHO!$  
    ANNEAL 100 10 Q 100 3)eeUO+  
    SNAP 10 Wx-{F  
    TOPD \e?T 9c6,  
    STOP FIRST         zzx4;C",u  
    STOP FREE Gs9jX/ #  
    QUICK 50 100 jjbw.n+1  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     JBg>E3*N  
    FWT 3 1 1 1 1 1 D0-e,)G}V,  
    END p75w^  
     ew0 )  
    SPECIAL AANT Iq52rI}  
    ACA 50 1 1 \:#b9t{B-  
    ADT 10 .1 10 Gmc"3L  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     eQeNlCG  
    M -.008 10 A P HH 1         1|]-F;b  
    M -.004 10 A P HH .5     *X>rvAd3  
    M -.0064 10 A P HH .8 "8rP?B(  
    M 0 1 A P YA 1         ]#qdA(Kl  
    S GIHT !hc7i=V ?  
    END H>D_0o<#y  
    GO ~Ch`A@=5  
    TIME }1>a71  
YA|*$$  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 [_~U<   
    
[attachment=119412]
    这些都是合理的目镜配置。 最好的一个在顶部,名为DSEARCH09.RLE,它在PAD中自动打开。 b9vKux  
    
[attachment=119413]
    该程序创建了一个优化MACro并将其加载到编辑器窗口中。 在这里,您可以看到程序生成的目标以及DSEARCH输入中给出的特殊目标。 W%wS+3Q/  
     X >**M  
    PANT /U`"|3  
    VY 0 YP1 m$ JQ[vgh  
    VLIST RD ALL 1ERz:\  
    VLIST TH ALL TwkzX|  
    VLIST GLM ALL HR}c9wy,q\  
    END :[rx|9M6  
    AANT P &sKYO<6K }  
    AEC Ry(!< w,  
    ACC bw[!f4~  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM 8R z=)J  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 3646.i[D  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 RWoiV10  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 1zM`g_(#  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 B;@yOm=  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 %iGME%oXr  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 yJr Pb"  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 7~65@&P>  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 wVPq1? 9  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 v|"{x&I.  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 :{fsfZXXr  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 Gg&jb=  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 pUPb+:^R  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL }l/md/C0  
    ACA 50 1 1 z#\Z|OKU  
    ADT 10 .1 10 fT@#S}t  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 !pN,,H6Y  
    M -.008 10 A P HH 1   JvUKfsnu{  
    M -.004 10 A P HH .5 0#q_LB  
    M -.0064 10 A P HH .8 lDH0bBmd0  
    M 0 1 A P YA 1   0>'1|8+`(z  
    S GIHT m}XI?[!s  
    END w&H ?;1  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     w7 QIKsI0  
    SYNOPSYS   80 \<P W_'6  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果: 8'?e4;O  
    
[attachment=119414]
    我们想要进一步改进。将OPD光扇图分配到PAD 2上,我们在全视场看到一个波长的误差。     dv,8iOL  
准备一个新的MACro 如下: Gzs x0%`)  
e L(T  
    STO 9 [qy@g5`  
    CHG '*T7tl  
    NOP qvt~wJf<  
    18 TH 2000 Ri,UHI4 W  
    19 YMT hVlL"w*1  
    20 x,>=X` T  
    END & .#0jb1r  
    STEPS = 100 $0wl=S  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 c)lK{DC  
    GET 9     $$8"i+,K  
运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制 N\vc<Zpn  
    
[attachment=119415]
    我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。 F;z FKvn  
在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。 R=IeAuZR4k  
接下来我们要检查畸变。一些质量差的目镜显示出明显的畸变,因此我们必须进行检查。命令GDIS 21 G将生成如下图片: jem$R/4"  
    
[attachment=119416]
    我们通过在评价函数中加入一个项目得到了良好的性能,该项目取全局Y坐标并减去GIHT的值。可以这么做么?单位都错了! 9<Bf5d   
该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同,则系统没有畸变。 ;hg]5r_  
现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。 /yI~(8bO  
Bb1dH/8  
    CHG W=|B3}C?  
    NOP |mK d5[$  
    END 4];NX  
    MSW eag$i.^aS  
当光谱向导打开时,我们选择天文学资源例如太阳,月亮,行星。然后我们单击视觉,并选择视觉,明视觉。 单击10个波长的选项,然后单击“获取光谱”。 Z|7Y1W[  
    
[attachment=119417]
    这是光源和探测器组合的光谱。单击精细设置,将光谱向右移动一点。然后对镜头单击应用于镜头并关闭对话框。 6IvLr+I  
    
[attachment=119418]
    关闭向导并打开MPF对话框。这将显示衍射点在视场上的扩散。选择外观显示,通过4放大,然后执行。 F"bbU/5  
    
[attachment=119419]
[attachment=119420]
    我们可以通过打开对话框MGS,选择绘制条纹 X设置为3,然后点击OK来显示图形系统总结 ?W#! S  
    
[attachment=119421]
[attachment=119422]
    衍射限制了大部分视场的清晰度。我们必须判断目标值。这里显示的弥散斑与你眼睛能查看的清晰度相当。 [pOU!9v4  
这个镜头是DSEARCH列表上的头一个镜头,但是我们有时会尝试其他初始结构的镜头。请检查它们——并注意,由于我们在本课中使用了模拟退火特性,每次返回的结果都会有所不同。所以多运行DSEARCH几次,每次都要优化和检查结果。并尝试使用RSTART的值。 o30PI  
如果我们对这个目镜的结果满意的话,下一步就是把它优化成可加工的镜头。阅读有关IRG和ARGLASS的内容,您将了解更多。
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