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=wc h *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`$%NRl PANT @/~omg}R VY 0 YP1 iO{hA VLIST RD ALL Y;eZ9|Ht9 VLIST TH ALL ^S<Y>Nm] VLIST GLM ALL u2I*-K END BU)U/A8iS AANT P D>r&}6< AEC Z3e| UAif ACC &;6`)M{*} M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM 0|q AxR- GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000 u]wZQl#- GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000 R+:yVi[F]U GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000 )6MfRw GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000 9)yJ:
N#F GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000 .#!lP/.eQP GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000 <V'@ks% GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000 T.F!+ GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000 5<k"K^0QS GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000 yf)%%& GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000 T~?Ff|qFC GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000 P{`C^W$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 uC vj! 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 l4YbK np] 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 mb0cFQ [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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