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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。 ./XYd"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。)  > ^O7  
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。 9V a}I-  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) pj8=wch  
*j|~$e}C  
    TIME 9v#CE!  
    CORE 12 Mg+2. 8%  
    OFF 1 99 YByLoM*  
    DSEARCH 5 QUIET M+oHtX$  
    SYSTEM ),_@WW;k  
    ID EYEPIECE EXAMPLE S0$8@"~=  
    OBD 1.0E9 45 1.27 GWGSd\z  
    UNI MM |o7[|3:M  
    WAVL CDF [=C6U_vU  
    WAP 1 g/4[N{Xf  
    END O/^ %2mG  
     ^ G]J,+  
    GOALS pG_;$8Hc  
    ELEMENTS 9 ]iVcog"T  
    TOTL 200 .01 aI'&O^w+  
    BACK 0 0 A]*}HZ ,  
    FNUM 7.0 10 />C^WQI^  
    ASTART 5 2 'l'8  
    THSTART 5 vo?9(+:|e  
    RSTART 100 cUk7i`M;6  
    RT 0.25 @b\$yB@z  
    NPASS 80 MyOd,vU  
    ANNEAL 100 10 Q 100 gE-tjoJ  
    SNAP 10 VCYwzB  
    TOPD 4>YR{  
    STOP FIRST         _r#Z}HK  
    STOP FREE =<C: d  
    QUICK 50 100 I]|Pq  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     ; T\%|O=Ke  
    FWT 3 1 1 1 1 1 PJ')R:e,  
    END kb%;=t2  
     BX/8O<s0  
    SPECIAL AANT #&+{mCjs  
    ACA 50 1 1 P.se'z)E  
    ADT 10 .1 10 j{ ]I]\=?  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     e}voV0y\v:  
    M -.008 10 A P HH 1         h#I>M`|  
    M -.004 10 A P HH .5     _ >?\DgjH  
    M -.0064 10 A P HH .8 8qoMo7-f  
    M 0 1 A P YA 1         Mc lkEfn  
    S GIHT !"e5h`/ADM  
    END d2FswF$C  
    GO {L971W_L  
    TIME :]K4KFM  
eSn+B;  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 c2SO3g\"i  
    
[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。 q_lKKzA  
    
[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。 -]Bq|qTH[(  
     te`$%NRl  
    PANT @/~omg}R  
    VY 0 YP1 iO{hA  
    VLIST RD ALL Y;eZ9|Ht9  
    VLIST TH ALL ^S<Y>Nm]  
    VLIST GLM ALL u2 I*-K  
    END BU)U/A8iS  
    AANT P D>r&}6<  
    AEC Z3e| UAif  
    ACC &;6`)M{*}  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM 0|qAxR-  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 u]wZQl#-  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 R+:yVi[F]U  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 )6MfRw  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 9)yJ: N#F  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 .#!lP/.eQP  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 <V'@ks%  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 T.F!+  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 5<k"K^0QS  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 yf)%%&  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 T~?Ff|qFC  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 P{`C^W$J^  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 ]]![EHi(\  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL g'f@H-KCD  
    ACA 50 1 1 @u+]aI!`-  
    ADT 10 .1 10 <{p4V|:  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 YDsb3X<0'  
    M -.008 10 A P HH 1   ]#<4vl\  
    M -.004 10 A P HH .5 PQt")[  
    M -.0064 10 A P HH .8 uCvj!  
    M 0 1 A P YA 1   EP&,MYI%E  
    S GIHT KkyVSoD\  
    END :VBV&l` [  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     JG. y,<xW  
    SYNOPSYS   80 M^Yh|%M  
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: bP#:Oi0v`  
    
[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。     uc{Ihw  
准备一个新的MACro 如下: 7"D", 1h  
^e5=hH-%  
    STO 9 3NqB <J  
    CHG yzn%<H~  
    NOP TqQB@-!  
    18 TH 2000 l4YbKnp]  
    19 YMT N% B>M7-=  
    20 ODN /G%l  
    END &B;~  
    STEPS = 100 wm@@$  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 G>=*yqo  
    GET 9     ?<,l3pwqa  
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 E~T-=ocKE  
    
[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。 ?81c 4w  
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。 3*bU6$|5FP  
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: >uB?rGcM  
    
[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! zk+9'r`-D  
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。 (m}'4et~L  
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。 Q*cf(  
2.y-48Nz  
    CHG {WS;dX4  
    NOP ^CH=O|8j  
    END 4@gG<QJW  
    MSW 3`?7 <YJ  
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”。 S+6.ZZ9c  
    
[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。 Q\vpqE! 9  
    
[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。 B mb0cF Q  
    
[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 est9M*Fn  
    
[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。 /s?`&1v|r  
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。 3M`M  
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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