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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%32=k7O[  
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。) ]P9l jwR  
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。 AgWa{.`f:  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) 1NbG>E#Ol  
a1g,@0s  
    TIME =%BSKSG.  
    CORE 12 j:Xq1f6a  
    OFF 1 99 kYM~d07 V  
    DSEARCH 5 QUIET \e:7)R2<!x  
    SYSTEM zKyyU}LHH  
    ID EYEPIECE EXAMPLE RaO-H  
    OBD 1.0E9 45 1.27 E7WK (  
    UNI MM U2ohHJ``  
    WAVL CDF [xbSYu,&  
    WAP 1 B~?*?Z'  
    END hnffz95  
     kC:uG0sW  
    GOALS a H yx_B  
    ELEMENTS 9 HNb/-e ,"  
    TOTL 200 .01 [NF'oRRD9s  
    BACK 0 0 $6#CqWhI  
    FNUM 7.0 10 aacpM[{f  
    ASTART 5 *Hg>[@dP0  
    THSTART 5 l?\jB\,  
    RSTART 100 >d(~# Z`  
    RT 0.25 2pZXZ  
    NPASS 80 cA&9e<  
    ANNEAL 100 10 Q 100 gK+ 4C  
    SNAP 10 d}OTO10  
    TOPD #?RU;1)Cw  
    STOP FIRST         d|jNf</`  
    STOP FREE ;RH;OE,A  
    QUICK 50 100 m1j*mtu  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     M5i%jZk  
    FWT 3 1 1 1 1 1 OP;v bZ  
    END FX;QG94!  
     :)8VdWg  
    SPECIAL AANT >|J`s~?  
    ACA 50 1 1 hMa]B*o/-  
    ADT 10 .1 10 o m!!Sl3  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     CYt?,qk-r  
    M -.008 10 A P HH 1         >R|/M`<ph  
    M -.004 10 A P HH .5     LY+@o<>  
    M -.0064 10 A P HH .8  52Yq  
    M 0 1 A P YA 1         u :}%xD6  
    S GIHT x!hh"x  
    END s'3 s^Dd  
    GO S};#+ufgTt  
    TIME q~rEq%tk  
6 [k\@&V-  
这是从DSEARCH 返回的图纸。  ''|W9!  
    
[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。 dLH(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。 +|*IZ:w)  
     8aZ=?_gvT  
    PANT bUs0 M0y  
    VY 0 YP1 G%BjhpL  
    VLIST RD ALL '_<{ p3M  
    VLIST TH ALL Fzm*Pz3  
    VLIST GLM ALL evenq$ H  
    END f0!))/rSD  
    AANT P ,yC-+VL  
    AEC 1v#%Ei$6`t  
    ACC AWcLUe{  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM qjwxhabc  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 {M3qLf~z#C  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 Ig$(3p  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 2{D{sa  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 ky8_UnaO  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 rUTcpGH  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 eJ,/:=QQ{  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 'Jiw@t<o3`  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 \Bz_p'[G  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 MvuQz7M#d  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 Y$o< 6[7  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 ?yZ+D z\  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 $': E\*ICb  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL IO wj>t  
    ACA 50 1 1 #:jHp44J  
    ADT 10 .1 10 UMv.{iEj  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ]E7F /O/.  
    M -.008 10 A P HH 1   {SOr#{1z*  
    M -.004 10 A P HH .5 +ndaLhj'  
    M -.0064 10 A P HH .8 !]42^?GH  
    M 0 1 A P YA 1   SII;n2[Ze  
    S GIHT ^/)^7\@  
    END i3dkYevs?  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     -] LY,M  
    SYNOPSYS   80 4hO!\5-w:  
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: 7jxslI&F  
    
[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。     @_-hk|Nl@  
准备一个新的MACro 如下: C7XxFh  
wYd b*"R  
    STO 9 ,ly\Ka?zO  
    CHG UG'Q]S#!  
    NOP 7z/|\D_{  
    18 TH 2000 XywE1}3  
    19 YMT 67VL@ ]  
    20 V n7*JS  
    END z[LNf.)}  
    STEPS = 100 >/g#lS 5  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 `V=N*hv`  
    GET 9     0[A[U_b  
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 d<% z 1Dj2  
    
[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。 @u.58H& }R  
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。 b v G/|U  
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: cq5jPZ}  
    
[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! %huRsQ %}  
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。 pqk?|BvpK_  
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。 Q8C_9r/:N>  
O&vVv _zh  
    CHG J\/cCW-rF  
    NOP 4 <9=5q]  
    END %;cddLQ\xY  
    MSW +GG9^:<yr  
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”。 8R2QZXJb-  
    
[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。 uya.sF0]9B  
    
[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。 4Z1ST;  
    
[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 uYn_? G  
    
[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。 V\t.3vT  
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。 yaD~1"GA'O  
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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