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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。 QiTR-M2C!  
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。) pcI&  
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。 `26V`%bPkr  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) I|g@W_  
!,? <zg  
    TIME Uz6{>OCvk|  
    CORE 12 p}YI#f in/  
    OFF 1 99 x|@1 wQ" 6  
    DSEARCH 5 QUIET 0" U5oP[  
    SYSTEM "x#]i aDjf  
    ID EYEPIECE EXAMPLE t7um [  
    OBD 1.0E9 45 1.27 aF&r/j+}o  
    UNI MM ~\IF9!  
    WAVL CDF UF&0 & `@  
    WAP 1 ny12U;'s,  
    END pqyWv;  
     z5XYpi_;[  
    GOALS Ku<b0<`  
    ELEMENTS 9 :y+B;qw  
    TOTL 200 .01 Q`.'-iq  
    BACK 0 0 <i\UMrD]`:  
    FNUM 7.0 10 e[x?6He,$  
    ASTART 5 CfPXn0I  
    THSTART 5 *QbM*oH  
    RSTART 100 H$z>OS_6U  
    RT 0.25 { 1+Cw?1d  
    NPASS 80 q';&SR#"`K  
    ANNEAL 100 10 Q 100 $|4cJ#;^L  
    SNAP 10 F(Lb8\to\M  
    TOPD WGH%92  
    STOP FIRST         [J a)<!]<  
    STOP FREE /xl4ohL$a  
    QUICK 50 100 \hs/D+MCk  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     9@:BK;Fi  
    FWT 3 1 1 1 1 1 N]B)Fb  
    END EzR%w*F>Q  
     =yl4zQmg$  
    SPECIAL AANT PT3>E5`Nu  
    ACA 50 1 1 3>RcWy;1i  
    ADT 10 .1 10 Y\.-v\uJu  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     8';m)Jc  
    M -.008 10 A P HH 1         iaY5JEV:CA  
    M -.004 10 A P HH .5     :lUX5j3  
    M -.0064 10 A P HH .8 'S =sj}X  
    M 0 1 A P YA 1         8O,? |c=>  
    S GIHT L ;6b+I  
    END +"jl(5Q  
    GO ~mtTsZc  
    TIME EJ1Bq>u7  
ZB-QABn  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 ?#d6i$  
    
[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。 \ jE CSV|  
    
[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。 dVa!.q_3  
     q[-|ZA bbr  
    PANT W%TQYR  
    VY 0 YP1 Yl $X3wi  
    VLIST RD ALL lK0s=4c{  
    VLIST TH ALL Vzpt(_><  
    VLIST GLM ALL <"<Mbbp  
    END KacR?Al  
    AANT P 5?Bc Y ;  
    AEC (B@X[~  
    ACC X:>$ 8^gS  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM aS el* L  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 :4|M jn  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 2d-{Q 8Pi  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 tv0Ha A  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 ny)]GvxI  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 g+/0DO_F3  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 hi!`9k  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 R~)ybf{  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 -LTKpN`[@  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 ~/2g)IS  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 3QW_k5o  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 xOythvO  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 a5|@R<iF  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL _pW_G1U  
    ACA 50 1 1 vYdR ht\(  
    ADT 10 .1 10 JBz}|M D  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 8!&nKy<Y  
    M -.008 10 A P HH 1   ld.7`)  
    M -.004 10 A P HH .5 OOokhZd`  
    M -.0064 10 A P HH .8 X1oGp+&  
    M 0 1 A P YA 1   []zua14F6  
    S GIHT yG\UW&P  
    END WfZF~$li`  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     i\)3l%AK]T  
    SYNOPSYS   80 >)NQH9'1  
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: +TH3&H5I_A  
    
[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。     LEZ&W ;bCo  
准备一个新的MACro 如下: f8=]oa]  
#jBN?Z#  
    STO 9 dy2rkV.z  
    CHG %m eLW&  
    NOP <C'Z H'p  
    18 TH 2000 <J&7]6Z  
    19 YMT u`_*g^5q"  
    20 }$&xTW_  
    END ]!Oue_-;  
    STEPS = 100 ,(N[*)G  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 !77NG4B  
    GET 9     hJ f2o  
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 dY!u)M;~~  
    
[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。 'H|~u&?  
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。 bAEg$A  
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: e\F} q)_  
    
[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! W\8Ln>  
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。 KxIyc7.  
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。 vN65T$g7  
GS;%zdH~  
    CHG A_R!uRD8-  
    NOP zXZir7NfM  
    END iidT~l  
    MSW ;h Hi@Z 9  
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”。 P|xG\3@Z  
    
[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。 bcH_V| 5}  
    
[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。 19t{|w<  
    
[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 S_ b/DO  
    
[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。 F}Srn;V  
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。 =lp1Z>  
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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