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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。 ~?&ijhZ  
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。) /)I9+s#q9o  
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。 gCJ'wv)6|%  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) ,![=_d  
19.cf3Dh  
    TIME ~/U0S.C  
    CORE 12 V3oAZ34)  
    OFF 1 99 \$C 4H  
    DSEARCH 5 QUIET .HBvs=i  
    SYSTEM m#nxw  
    ID EYEPIECE EXAMPLE 4PWr;&  
    OBD 1.0E9 45 1.27 ]p!J]YV ]0  
    UNI MM ! -c*lb  
    WAVL CDF eC$v0Gtq  
    WAP 1 {Pb^Lf >  
    END I5L7BTe  
     88>Uu!M=f  
    GOALS &XsLp&Do2  
    ELEMENTS 9 ~qS/90,  
    TOTL 200 .01 re!8nuBsA  
    BACK 0 0 hQm4R]a  
    FNUM 7.0 10 pNlisS  
    ASTART 5 %d0S-.  
    THSTART 5 i'wF>EBz  
    RSTART 100 <dL04F  
    RT 0.25 8q3TeMYV  
    NPASS 80 j>*SJtq7  
    ANNEAL 100 10 Q 100 nEm7&Gb  
    SNAP 10 3@] a#>  
    TOPD 1J"9r7\  
    STOP FIRST         5S]P#8  
    STOP FREE @'*#]YU8  
    QUICK 50 100 ;n!X% S<z*  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     i8Y gG0[)  
    FWT 3 1 1 1 1 1 -mJ&N  
    END g&T Cff  
     LtztjAm.  
    SPECIAL AANT ~Ls I<z  
    ACA 50 1 1 t4@g;U?o  
    ADT 10 .1 10 t4/eB<fP  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     1ckw[0d  
    M -.008 10 A P HH 1         \hW73a!  
    M -.004 10 A P HH .5     9yo[T(8  
    M -.0064 10 A P HH .8 )[sO5X7'^  
    M 0 1 A P YA 1         +)JqEwCrq  
    S GIHT rp#*uV9;  
    END }AW)R&m  
    GO &PuJV +y  
    TIME R6Mxdm2P}  
m]d6@"Z.  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 \a2oM$PX  
    
[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。 ?gwbg*  
    
[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。 Gu`Vk/&  
     &NjZD4m`=  
    PANT 7(8  
    VY 0 YP1 P .4b+9T x  
    VLIST RD ALL 'lsq3!d.  
    VLIST TH ALL \G=R hx f  
    VLIST GLM ALL c9TAV,/fF*  
    END bC>>^?U1m  
    AANT P M(zY[O  
    AEC 7]xz8t  
    ACC kqigFcz!Y  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM 3ZL7N$N}7  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 gDNTIOV  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 FP9<E93br  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 OO\biYh o  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 9=~H6(m>  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 ws2 j:B  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 &iiK ZZ`_o  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 <<On*#80w  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 0/P-> n~  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 ICCCCG*[  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ~q?"w:@;x  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 _Kl{50}]  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 O<Sc.@~  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL ZYR,8y  
    ACA 50 1 1 (zJ$oRq  
    ADT 10 .1 10 BdB`  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 7! b)'W?  
    M -.008 10 A P HH 1   -~O;tJF2  
    M -.004 10 A P HH .5 w4fJ`,  
    M -.0064 10 A P HH .8 <aSLm=  
    M 0 1 A P YA 1   @)Hbgkdi  
    S GIHT .`Old{<  
    END U~#^ ^  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     9Ajgfy>  
    SYNOPSYS   80 f-v ND'@  
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: v`+n`DT  
    
[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。     ]i,Mq  
准备一个新的MACro 如下: me[J\MJ;w^  
\B>[je-d  
    STO 9 ??zABV  
    CHG fv j5[Q  
    NOP wO_pcNYZ8  
    18 TH 2000 \/'#=q1  
    19 YMT V:G}=~+=  
    20 uWR,6\_jY  
    END V>>) 7E:Q  
    STEPS = 100 ttbQergS  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 k$0|^GL8  
    GET 9     cfC;eRgq~  
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 DA4edFAuE  
    
[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。 cGpN4|*rQ  
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。 *`g-gk  
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: *<.WL"Qhl  
    
[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! q]iKz%|Z/  
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。 OHtgn  
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。 >d27[%  
rtYb"-&  
    CHG zy5s$f1IA  
    NOP B'KXQa-$O  
    END :rTKqX&"j  
    MSW RQ*|+ ~H  
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”。 h$aew63  
    
[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。 ]U#[\ Z  
    
[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。 HoIKx_  
    
[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 STXqq[+Rf  
    
[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。 N'eQ>2>O@  
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。 gc,J2B]61  
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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