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光行天下 -> SYNOPSYS -> SYNOPSYS 光学设计软件课程三十四:90度目镜 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

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。 3%<C<(  
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。) :y,v&Kk#T  
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。 $H'X V"<o  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) I5);jgb  
bv dR"G  
    TIME ]y)Q!J )Q  
    CORE 12 D~&Mwsi  
    OFF 1 99 F[7x*-NO-  
    DSEARCH 5 QUIET :H[\;Z1_  
    SYSTEM <<|H=![  
    ID EYEPIECE EXAMPLE [{<dbW\ 9  
    OBD 1.0E9 45 1.27 #S+Z$DQD  
    UNI MM Cw,D{  
    WAVL CDF M`,XyIn  
    WAP 1 P8gX CX!>U  
    END vV`|!5x  
     nyT[^n  
    GOALS xQlT%X;'  
    ELEMENTS 9 |AH@ EI>  
    TOTL 200 .01 SLk2X;c]o  
    BACK 0 0 Oz:ZQ M  
    FNUM 7.0 10 Yi rC*  
    ASTART 5 ; a/cty0Ch  
    THSTART 5 'CS.p!Z\  
    RSTART 100 kJ: 2;t=  
    RT 0.25 K{ }4zuZ  
    NPASS 80 m<3v)R[>  
    ANNEAL 100 10 Q 100 GZ0aOpUWVq  
    SNAP 10 7-9;PkGG.A  
    TOPD /'>;JF  
    STOP FIRST         }Pg' vJW  
    STOP FREE h <[+HsI  
    QUICK 50 100 f@:CyB GQ  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     mR":z|6  
    FWT 3 1 1 1 1 1 de-0?6  
    END U?U(;nSR\A  
     _Nu` )m  
    SPECIAL AANT iM64,wnA  
    ACA 50 1 1 `f'C[a"  
    ADT 10 .1 10 H$-$2?5  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     )hL^+Nn bR  
    M -.008 10 A P HH 1         1]/N2&  
    M -.004 10 A P HH .5     2%]hYr;  
    M -.0064 10 A P HH .8 ix Ow=!@  
    M 0 1 A P YA 1         NR/-m7#-  
    S GIHT ^)cM&Bx t%  
    END z=?0)e(H,  
    GO W<gD6+=8  
    TIME u"F;OT\>g  
x9`ZO< L$  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 ,eELRzjl  
    
[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。 cy:;)E>/  
    
[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。 [w%#<5h  
     8)Tj H'  
    PANT '=%i,  
    VY 0 YP1 \FI^ Vk  
    VLIST RD ALL O~Uw&Bq  
    VLIST TH ALL E0bFx5e5fu  
    VLIST GLM ALL &y3B)#dIJ  
    END E2yz=7sv5  
    AANT P 6IF|3@yD  
    AEC ._BB+G  
    ACC Rk[8Bd?  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM gO{W#%  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 A[Cg/ +Z  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 U3q5^{0d/  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 ~M[>m~8  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 QBjY&(vY  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 ty;o&w$  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 jg^^\n  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 0O ['w<_  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 2wOy}:  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 0N1' $K$\  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 fbL!=]A*3  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 `hF;$  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 7+] F^ 6  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL v j@V !j?  
    ACA 50 1 1 ZmO' IT=Ye  
    ADT 10 .1 10 G+Ei#:W,  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 }` @?X"r  
    M -.008 10 A P HH 1   = P8~n2V  
    M -.004 10 A P HH .5 &@oq~j_7  
    M -.0064 10 A P HH .8 3V!x?H$  
    M 0 1 A P YA 1   lvig>0:M  
    S GIHT :dbV2'vIQ  
    END ^*zW"s  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     h&'J+b  
    SYNOPSYS   80 Dpp@*xX>  
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: r?XDvU  
    
[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。     &*c'uN w  
准备一个新的MACro 如下: c( 8W8R  
1#kawU6[]  
    STO 9 Ty iU1,oO  
    CHG _PdAN= C3  
    NOP gNi}EP5>  
    18 TH 2000 VG#$fRrZ  
    19 YMT n K0hTQ  
    20 iqlVlm>E  
    END ma`w\8 a  
    STEPS = 100 {9,R@>R  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 |3W3+Rn!  
    GET 9     k4* ! Q_A  
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 T7X!#j" \  
    
[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。 ^K*~ <O-  
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。 c8!j6\dC*  
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: G:){^Z?  
    
[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! xP{m9_Qj  
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。 PH{ c,  
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。 5]Z]j[8Y  
N+[}Gb"8q  
    CHG \Z8Y(]6*  
    NOP +&zb^C`J  
    END nEuct4BcL}  
    MSW F F(^:N  
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”。 )SC`6(GW  
    
[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 8tP29  
    
[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。 "&s9cO.H  
    
[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 MH2OqiCI  
    
[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。 W=!F8g|Qz  
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。 R0z?)uU#  
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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