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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。 >&0)d7Nu8m  
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。) *5DOTWos  
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。 %&L]k>n^  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) <$WRc\}&g  
U*G9fpVy  
    TIME k<xiP@b{y  
    CORE 12 i"}%ib*X  
    OFF 1 99 $?^#G8J  
    DSEARCH 5 QUIET o|\0IG(\  
    SYSTEM LQ5WS  
    ID EYEPIECE EXAMPLE #P,mZ}G\  
    OBD 1.0E9 45 1.27 IfHB+H   
    UNI MM o#X|4bES  
    WAVL CDF -G<$wh9~3  
    WAP 1 Sb=cWn P  
    END J1I"H<}-6  
     .6Swc?  
    GOALS \Uun2.K  
    ELEMENTS 9 $gsn@P>"  
    TOTL 200 .01 GdFTKOq  
    BACK 0 0 &j}\ZD  
    FNUM 7.0 10 R v6 1*F4  
    ASTART 5 Hcw@24ic  
    THSTART 5 $O*rxQ}  
    RSTART 100 5}3Q}o#  
    RT 0.25 Z~}=q  
    NPASS 80 m2[q*k]AtS  
    ANNEAL 100 10 Q 100 d[+xLa  
    SNAP 10 -(FVTWi0  
    TOPD Ds|/\cI$%a  
    STOP FIRST         HFD5* Z~M  
    STOP FREE @q9uU9c  
    QUICK 50 100 L1"y5HJ  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     .d:sQ\k~=  
    FWT 3 1 1 1 1 1 )--v> *,V  
    END %C*oy$.  
     g2b %.X4  
    SPECIAL AANT X%7Y\|  
    ACA 50 1 1 xX l^\?HC  
    ADT 10 .1 10 DXj_\ R(}  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     k~WX6rEJ  
    M -.008 10 A P HH 1         BJDe1W3;'  
    M -.004 10 A P HH .5     )>q.!"B  
    M -.0064 10 A P HH .8 6 flc  
    M 0 1 A P YA 1         nA%H`/O{  
    S GIHT yyJ4r}TE  
    END D'e'xU  
    GO +OkR7bl  
    TIME JF]HkH_u  
J2 _DP  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 H"W%+{AR  
    
[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。 D\8~3S'd  
    
[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。 K1O0/2O  
     d_BO&k<+I  
    PANT E 5PefD\m  
    VY 0 YP1 ]Lq9Ompf(t  
    VLIST RD ALL V2kNJwwk  
    VLIST TH ALL _|.q?;C]$  
    VLIST GLM ALL 1,fjdd8OM;  
    END c#+JG  
    AANT P `As.1@  
    AEC R*I{?+  
    ACC &Mbpv)V8  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM [i24$UT  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 X_XeI!,b  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 yjZxD[ Z  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 B3uv>\  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 N?0T3-/K  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 P X ?!R4S  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 GbG!vo  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 ?g2Wu0<  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 A][\L[8X  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 SLRQ3<0W_  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 w~sr2;rp<  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 2F+K(  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 y8jk9Tv  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL >_h*N H  
    ACA 50 1 1 Kr`Cr5v  
    ADT 10 .1 10 B@dA?w.x  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 =if5$jE3  
    M -.008 10 A P HH 1   -%"Kxe  
    M -.004 10 A P HH .5 G&MI@Hq  
    M -.0064 10 A P HH .8 W@jBX{k  
    M 0 1 A P YA 1   z>+@pj   
    S GIHT 8)3g!3S  
    END t>><|~wp  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     ZZp6@@zyq'  
    SYNOPSYS   80 :a(er'A  
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: <e|I?zI9-  
    
[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。     fLl~a[(5  
准备一个新的MACro 如下: "1_eZ`  
!Q =H)\3  
    STO 9 A?'Tigi  
    CHG CGvU{n,"  
    NOP JSQNx2VqQ  
    18 TH 2000 U#R=y:O?  
    19 YMT n%? bMDS  
    20 ^B~z .F i  
    END ]cLO-A  
    STEPS = 100 u-0-~TwD  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 4M'y9(  
    GET 9     p7}x gUxX  
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 ?n9gqwO  
    
[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。 %{g<{\@4(;  
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。 xpt*S~  
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: N=lFf+  
    
[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! (gZKR2hO  
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。 57^ X@ra$  
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。 BXy g ?  
J@w Q3#5a  
    CHG s,O:l0  
    NOP ^2}0lP|  
    END .~qu,q7k~  
    MSW X*6bsYbK-  
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”。 [f,; +Ze  
    
[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。 8R}CvzI  
    
[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。 9mfqr$3  
    
[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 deO/`  
    
[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。 {H{u[XR[z  
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。 IY2ca Xu  
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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