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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。 F8B:P7I  
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。) mWuhXY^Q  
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。 x)T07,3:  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) '>>@I~<\  
Co`:D  
    TIME H}lbF0`  
    CORE 12 ;h#CT#R2  
    OFF 1 99 uR82},r$m  
    DSEARCH 5 QUIET (ewcj\l4*  
    SYSTEM Dm`gzGl  
    ID EYEPIECE EXAMPLE 8TO5j  
    OBD 1.0E9 45 1.27 y|Y hDO  
    UNI MM jxnb<!|?H@  
    WAVL CDF Ms A)Y  
    WAP 1 l6!a?C[2T  
    END qb5IpI{U  
     #}xPOz7:  
    GOALS {>l`P{{y  
    ELEMENTS 9 ~PCS_  
    TOTL 200 .01 i(kr#XsU  
    BACK 0 0 qGie~S ##  
    FNUM 7.0 10 <@=w4\5j9  
    ASTART 5 c1StA  
    THSTART 5 M:w]g`LKl  
    RSTART 100 UbSD?Ew@35  
    RT 0.25  34~[dY  
    NPASS 80 Y+"Gx;F>  
    ANNEAL 100 10 Q 100 %$F\o1S  
    SNAP 10 r'u[>uY  
    TOPD XPcx"zv\  
    STOP FIRST         dH0wVI<z  
    STOP FREE =eG:Scoug?  
    QUICK 50 100 <nn!9V\C   
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     @fSqGsSk  
    FWT 3 1 1 1 1 1 9wv 7 HD|  
    END kk3G~o +  
     XwdehyPhT2  
    SPECIAL AANT ~ph>?xuw  
    ACA 50 1 1 z#sSLE.$Z  
    ADT 10 .1 10 Xr pnc 7  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     ; ,:w % .  
    M -.008 10 A P HH 1         1PT0<C-  
    M -.004 10 A P HH .5     w~VqdB  
    M -.0064 10 A P HH .8 _xU2C<)1&  
    M 0 1 A P YA 1         y?{YQ)fj  
    S GIHT wGnFDkCNz  
    END "_e /O&-cH  
    GO 5K?%Eo72!=  
    TIME !,>9?(  
<US!XMrCg  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 ;]SP~kG  
    
[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 GDfX_  
    
[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。 aD8r:S\  
     Fv9n>%W&  
    PANT b `.h+=3  
    VY 0 YP1 KR/SMwy  
    VLIST RD ALL CEp @-R  
    VLIST TH ALL z c, Q  
    VLIST GLM ALL OAtn.LU  
    END 8p~G)J3U  
    AANT P QOY M/1U  
    AEC -pm^k-%v  
    ACC 4f> s2I&pQ  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM d/`Q,Vl  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 _ ?Z :m  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 I%31MU9  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 ~gvw6e*[  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 ?]u=5gqUU  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 %1VfTr5  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 zAdZXa[MRY  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 S4BU!  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 Lj03Mx.2S  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 Se-n#  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 t@\op}Z-M  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 @^kt[$X;  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 $N)b6(}F10  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL 96 !e:TU  
    ACA 50 1 1 tB7g.)yZb  
    ADT 10 .1 10 ,BG L|5?3z  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 Vtr5<:eEx  
    M -.008 10 A P HH 1   p8Wik<'^  
    M -.004 10 A P HH .5 \@HsMV2+zN  
    M -.0064 10 A P HH .8 wsLfp82  
    M 0 1 A P YA 1   !o&b:7  
    S GIHT F[ 5\ x0  
    END 1 ojy_  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     APBe 76'3)  
    SYNOPSYS   80 $q~:%pQv  
让我们运行这个并观察镜头的改善结果。以下是我们在进行一些优化和模拟退火后得到的结果: /{d5$(Y"  
    
[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。     11 >K\"K}  
准备一个新的MACro 如下: )mw&e}jRV  
x#_0 6  
    STO 9 9n#Em  
    CHG J#^oUq  
    NOP jVtRn.qh  
    18 TH 2000 z(&~O;;N#  
    19 YMT }\Mmp+<  
    20 #ig* !  
    END J< U,~ra\  
    STEPS = 100 / !*+9+h  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 Tp?l;DU  
    GET 9     5<y pK`Kq  
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 lP:ll])p2  
    
[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。 'P^6H$0  
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。 + (|6Wv  
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: APA:K9jD  
    
[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! W;Ei>~E  
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。 9G@ J#vsqr  
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。 .j)f'<;%  
+Ks! 9d*k<  
    CHG i>`!W|=_  
    NOP g/ict 2!  
    END $h( B2  
    MSW T1Q c?5K^  
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”。 *To 5\|  
    
[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。 7FiQTS B:  
    
[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。 ]wQ#8}zO  
    
[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 .oNs8._:  
    
[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。 dwc$#cMf  
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。 |NZVm}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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