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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。 ;QR|v  
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。) _R1UEE3M  
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。 5dMIv<#T`  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC)  k1L GT&  
k)[}3oq  
    TIME 9| v  
    CORE 12 BgA\l+  
    OFF 1 99 UX41/# 4  
    DSEARCH 5 QUIET V{HZ/p_Y  
    SYSTEM enF.}fo]  
    ID EYEPIECE EXAMPLE L(PJ9wjkD  
    OBD 1.0E9 45 1.27 .'lc[iI9)d  
    UNI MM mppBc-#EYr  
    WAVL CDF CHdw>/5  
    WAP 1 !}"npUgE  
    END tW|B\p}  
     st{:] yTRk  
    GOALS ~`#.ZMO  
    ELEMENTS 9 a,d\< mx  
    TOTL 200 .01 eoR@5OA&  
    BACK 0 0 T)3#U8sT  
    FNUM 7.0 10 jn^i4f>N  
    ASTART 5 W$EX6jTGI  
    THSTART 5 RL~\/#  
    RSTART 100 (8GJLs 8  
    RT 0.25 c500:OSB  
    NPASS 80 '$ s:cS`=  
    ANNEAL 100 10 Q 100 -gu)d5b  
    SNAP 10 Fy`VQ\%7t  
    TOPD E-X-LR{CC  
    STOP FIRST         %p/Qz|W  
    STOP FREE vW"x)~B  
    QUICK 50 100 U> e@m?  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     GE Xz)4[  
    FWT 3 1 1 1 1 1 A!Ng@r  
    END >7vSN<w~m  
     n-Dr/c4  
    SPECIAL AANT ,PJl32  
    ACA 50 1 1 (-B0fqh=G  
    ADT 10 .1 10 xO/44D  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     g[8V fIe  
    M -.008 10 A P HH 1         2YuaPq/  
    M -.004 10 A P HH .5     2}[rc%tV:?  
    M -.0064 10 A P HH .8 !h?N)9e  
    M 0 1 A P YA 1         s_zZ@azJ  
    S GIHT 5Lu m$C c}  
    END ~ZG>n{Q   
    GO @F=ZGmq  
    TIME >8t(qM-~:  
{4}Sl^kn*  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 U=Z@Ipu5T  
    
[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。 zFP}=K:o)  
    
[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。 }9Y='+.%^  
     -W!g>^.  
    PANT r\_rnM)_xN  
    VY 0 YP1 $N,9 e  
    VLIST RD ALL #g~~zwx/N  
    VLIST TH ALL <u4GIi <sm  
    VLIST GLM ALL +=\S"e[F  
    END !RiPr(m@y  
    AANT P eC[g"Ef  
    AEC *eUL1m8Y  
    ACC Q>TaaGc  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM G<Lm}  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 "q#(}1Zd  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 _AVCh)Zb  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 SB$~Btr  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 YH<@->Ip  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 KgAc0pz{7H  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 H{yPi7 P  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 Q=uwmg86  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 ;pAkdX&b  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 $PrzJc  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 eRVu/TY  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 *D4H;P#  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 M$! 0ikh  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL ;R 2(Gb  
    ACA 50 1 1 I]I5!\\&[  
    ADT 10 .1 10 6|_ S|N  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 )h+JX8K)l  
    M -.008 10 A P HH 1   n>#h(  
    M -.004 10 A P HH .5 =1\ 'xz}p?  
    M -.0064 10 A P HH .8 >!bYuVHA  
    M 0 1 A P YA 1   ?#FA a,  
    S GIHT _`D760q}  
    END NA\,o;ka  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     {qOSs,+=L  
    SYNOPSYS   80 z,2m7C  
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: k{@z87+&  
    
[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。     Nk=M  
准备一个新的MACro 如下: }jIb ^|#CD  
q!O~*   
    STO 9 K32eZv`T7  
    CHG 72v 9S T  
    NOP x;b'y4kH  
    18 TH 2000 YVs{\1|'  
    19 YMT J+.t \R  
    20 !w C4ei`  
    END '}!dRpx  
    STEPS = 100 }cS3mJ  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 fF *a/\h %  
    GET 9     _a.Q@A4'  
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 r)7A# 3wId  
    
[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。 `8'|g8,wb0  
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。 d6M d~$R  
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: ]+@b=J2b  
    
[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! =x[`W9.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。 ;dPLi4=o  
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。 7J 0!v q  
d}WAP m  
    CHG K-#Rm%J+Wy  
    NOP M rVtxzH  
    END RrRCT.+E  
    MSW _N*4 3O`  
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”。 OSq"q-Q  
    
[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。 Ad`; O+/;  
    
[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。 P+Hs6Q  
    
[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 \ wnQ[UNjP  
    
[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。 Xw![}L >  
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。 !5{t1 oJ  
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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