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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。 ~\Hc,5G  
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。） Pb1*\+  
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。 r[4tPk  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC） \6R,Nq  
N+Y]st+  
    TIME &3bx `C  
    CORE 12 2w["aVr =  
    OFF 1 99 0`X]o'RxS  
    DSEARCH 5 QUIET &Xf^Iu  
    SYSTEM v6>_ j L  
    ID EYEPIECE EXAMPLE syaPpM Q-  
    OBD 1.0E9 45 1.27 H."EUcE{  
    UNI MM j@SQ~AS  
    WAVL CDF +y&Tf#.V/A  
    WAP 1 >8k _n  
    END gj*+\3KO@a  
     .P[ _<8  
    GOALS D;;!ODX$?  
    ELEMENTS 9 ] Hztb  
    TOTL 200 .01 Uk^B"y_  
    BACK 0 0 _3TY,l~  
    FNUM 7.0 10 n)^i/ nXb'  
    ASTART 5 5@+,Xh,H|t  
    THSTART 5 v":x4!kdX  
    RSTART 100 1Cgso`  
    RT 0.25 ? }kG`q  
    NPASS 80 /SrCElabP  
    ANNEAL 100 10 Q 100 v7iuL6jl  
    SNAP 10 -OapVac  
    TOPD ;c4 gv,q@  
    STOP FIRST         e[&L9U6GW-  
    STOP FREE ;\14b?TUH  
    QUICK 50 100 ^eo|P~w g  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     ^,/RO5  
    FWT 3 1 1 1 1 1 (Iaf?J5{  
    END vgfcCcZ_iZ  
     VJickXA  
    SPECIAL AANT va}Pj#=  
    ACA 50 1 1 d$ x"/A]<  
    ADT 10 .1 10 q|!-0B @  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     j4|N- :  
    M -.008 10 A P HH 1         ykV 5  
    M -.004 10 A P HH .5     |mGFts}0o'  
    M -.0064 10 A P HH .8 __|+w<]  
    M 0 1 A P YA 1         i} .&0Fp  
    S GIHT y5 *Z 3"<  
    END B0dQ@Hq*  
    GO }\\KYyjY  
    TIME P<X\%_Iat  
glM$R&/  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 !cO]<CWPq  
    
[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。 4^WpS/#4  
    
[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。 NQ(1   
     <}<zgOT[1!  
    PANT >8WP0 Qx/  
    VY 0 YP1 ;7?kl>5]  
    VLIST RD ALL _AAaC_q  
    VLIST TH ALL S|7!{}  
    VLIST GLM ALL q7_ m&-0)  
    END $~VRza 8Q  
    AANT P ;<Ar=?  
    AEC |iE50,  
    ACC T 6)bD&  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM m1B+31'>^  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 WD]p U  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 K/i*w<aPb7  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 j|U#)v/  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 gkES5Q  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 >7I15U  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 Z>)Bp /-  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 QPx_-  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000  gQ'zW  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 9 7GV2]-M  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 ]P.'>4  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 i V'k}rXC  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 *=]&&<  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL O_wEcJPE  
    ACA 50 1 1 'p> Ra/4  
    ADT 10 .1 10 M+U9R@  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 yeXx',]a  
    M -.008 10 A P HH 1   QZ6D7t Uc8  
    M -.004 10 A P HH .5 ok!L.ac  
    M -.0064 10 A P HH .8 }+.}J  
    M 0 1 A P YA 1   $*e2YQdLo  
    S GIHT /|tJ6T1LrB  
    END JmxH"7hTE  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     }&cu/o4  
    SYNOPSYS   80 yE:+Lo`>  
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： =/s>Q l  
    
[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。     mq@6Q\Z+  
准备一个新的MACro 如下： kD=WO4}  
% tS,}ze  
    STO 9 hIy~B['  
    CHG n^Hm;BiE#  
    NOP :r{<zd>;  
    18 TH 2000 vB.E3r=  
    19 YMT )J2mM  
    20 t;W0"ci9  
    END rp3V3]EE  
    STEPS = 100 "I3@m%qv  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 > V-A;S:  
    GET 9     zk$FkbX  
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 ]Lf{Jboo  
    
[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。 5rw 7;'  
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。 t^+ik1.  
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： NjVYLn<.r  
    
[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！ aI P  
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。 0)Uce=t`  
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。 &S~zNl^m  
q]T1dz?  
    CHG _Gn2o2T  
    NOP nV"~-On  
    END A,JmX  
    MSW E{XH?_xo  
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”。 th  
    
[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。 8EW_V$>R  
    
[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。 ~ksi</s  
    
[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 *=8JIs A>!  
    
[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。 ff]6aR/ UQ  
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。 ;rF\kX&Jh  
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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