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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。 d~$t{46  
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。) ?0&>?-?  
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。 Ri0+nJ6  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) HliY  
gb#wrI  
    TIME >2a#|_-T  
    CORE 12  #7"5Y_0-  
    OFF 1 99 Bq8<FZr#!  
    DSEARCH 5 QUIET iW$i%`>  
    SYSTEM ^Wz{su2  
    ID EYEPIECE EXAMPLE %6:2cR  
    OBD 1.0E9 45 1.27 8rNxd=!  
    UNI MM dju{&wo~4  
    WAVL CDF tR/ JY;jn  
    WAP 1 }`]^LFU5  
    END 0evZg@JP`  
     >Cc$ P  
    GOALS .8~ x;P6  
    ELEMENTS 9 _erH]E| [  
    TOTL 200 .01 7si.]  
    BACK 0 0 'z5 ;o :T  
    FNUM 7.0 10 `Yve  
    ASTART 5 Nh-* Gt?  
    THSTART 5 5toNEDN  
    RSTART 100 w$HC!  
    RT 0.25 6>%NL"* ]  
    NPASS 80 #2=30  
    ANNEAL 100 10 Q 100 h {btT  
    SNAP 10 x7>sy,c  
    TOPD PxY"{-iAM  
    STOP FIRST         O-YE6u  
    STOP FREE z05pVe/5  
    QUICK 50 100 i:To8kdO  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     YJ`>&AJ  
    FWT 3 1 1 1 1 1 8t; nU;E*  
    END 2US8<sq+  
     *i90[3l  
    SPECIAL AANT ? ~8V;Qn  
    ACA 50 1 1 !;oBvE7Kh  
    ADT 10 .1 10 $^F2  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     ]F! ,Jx  
    M -.008 10 A P HH 1         Rk^&ras_  
    M -.004 10 A P HH .5     9m>_q Wa A  
    M -.0064 10 A P HH .8 E2cmT$6  
    M 0 1 A P YA 1         ymu#u   
    S GIHT >ZWm0nTr  
    END wvY$ s;  
    GO 3f x!\  
    TIME 5@\<:Zmi  
ZgtOy|?|  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 Z_/03K$q  
    
[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。 QBg'VV  
    
[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。 aQuENsB  
     Wit1WI;18  
    PANT O,PHAwVG%L  
    VY 0 YP1 -g9f3Be  
    VLIST RD ALL x8t1g,QA  
    VLIST TH ALL 3@SfCG&|e  
    VLIST GLM ALL 2t%)d9r32  
    END -)/>qFj )  
    AANT P }z6HxB]$  
    AEC L;;x%>  
    ACC ZO}*^  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM $onliW|  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 _GS2&|7`  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 z;)% i f6  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 6$Y1[  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 Oi RqqD  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 G1BVI:A&S  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 ,wjL3c  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 mvnK)R_  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 [dUEe@P  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 5 ,HNb  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 (s~hh  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 v%r!}s  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 m`|+_{4[n  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL Al?XJ C B@  
    ACA 50 1 1 WO^h\#^n  
    ADT 10 .1 10 1Pbp=R/7ar  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ?hO*~w;UU|  
    M -.008 10 A P HH 1   i*3_ivc)  
    M -.004 10 A P HH .5 LcXrD+ 1  
    M -.0064 10 A P HH .8 =0A{z#6  
    M 0 1 A P YA 1   am=56J$ig  
    S GIHT l[gL(p"W  
    END "+Kr1nW  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     3N-(`[m{E  
    SYNOPSYS   80 -kkXyO8js  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果: DWDe5$^{  
    
[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。     a2zo_h2R  
准备一个新的MACro 如下: QH;aJ(>$  
VYOO8MQI  
    STO 9 x&sF_<[  
    CHG aLr^uce]  
    NOP 4o_1F).\D  
    18 TH 2000 ( %bfNs|  
    19 YMT ,v/C-b)I  
    20 @Q'5/q+  
    END 3|C"F-'<  
    STEPS = 100 UV=TU=A\o  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 Z@>>ZS1Do  
    GET 9     jRGG5w}  
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 ~"(1~7_  
    
[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。 l{ k   
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。 nV'B!q  
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: 4h|D[Cb]  
    
[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! BD#4=u  
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。 L\"$R":3{d  
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。 (7"qT^s3  
6rk/74gI,a  
    CHG v<O\ l~S  
    NOP E;N+B34  
    END 4;_.|!LN  
    MSW tZ(Wh  
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”。 ar{Yq  
    
[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。 T_r[#j  
    
[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。 M 3^p,[9r#  
    
[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 a-7nA  
    
[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。 WvR}c  
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。 9,,1\0-T*  
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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