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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。 XLM 9+L  
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。) u D . 0?*_  
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。 ^\x PF5  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) B:9Z ;g@&  
qHv W{0E  
    TIME L!{^^7  
    CORE 12 xv1$,|^ts  
    OFF 1 99 uV;Z  
    DSEARCH 5 QUIET VM-J^  
    SYSTEM 15SIZ:Q  
    ID EYEPIECE EXAMPLE x %$Z/  
    OBD 1.0E9 45 1.27 sz}Nal$AC  
    UNI MM p-ry{"XA  
    WAVL CDF &9^c-;Vs  
    WAP 1 k"AY7vq@!P  
    END ^GL0|G=(1  
     QI!:+8  
    GOALS g |2D(J  
    ELEMENTS 9 V1(eebi|  
    TOTL 200 .01 j8N8|\n-  
    BACK 0 0 #He:p$43  
    FNUM 7.0 10 ,m0=zH4+:  
    ASTART 5 4;%=ohD:!  
    THSTART 5 KX*e2 /0  
    RSTART 100 <Qwi 0$  
    RT 0.25 |/rBR!kPq  
    NPASS 80 I |BLAm6j  
    ANNEAL 100 10 Q 100 cbS8~Xmj  
    SNAP 10 D b(a;o   
    TOPD f *)t<1f  
    STOP FIRST         'd/A+W  
    STOP FREE ab 2 V.S  
    QUICK 50 100 h~<#1'/<  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     C10A$=!  
    FWT 3 1 1 1 1 1 3{,Mpb@  
    END `SOaQ|H  
     7rsrC  
    SPECIAL AANT qB"y'UW8  
    ACA 50 1 1 _"z#I CT(  
    ADT 10 .1 10 y*_g1q$  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     23+>K  
    M -.008 10 A P HH 1         S0kH/A  
    M -.004 10 A P HH .5     g,x$z~zU{  
    M -.0064 10 A P HH .8 ~*G I<n  
    M 0 1 A P YA 1         V GM/ed5-  
    S GIHT M}us^t*  
    END -@AGQ+e  
    GO @-Gf+*GZys  
    TIME o$2fML  
MQp1j:CK  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 }p."7(  
    
[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。 {"s9A&  
    
[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。 JQI`9$asuC  
     c9DX  
    PANT [gD02a: u  
    VY 0 YP1 {:fyz#>>^  
    VLIST RD ALL $g 5pKk  
    VLIST TH ALL #F[6$. Gr  
    VLIST GLM ALL $D8KEkW  
    END awMm&8cIM  
    AANT P r+\it&cW+  
    AEC 4dl?US[-  
    ACC cLJ|VD7  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM \:^$ZBQr<n  
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 7Nx@eoZ  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 4W$53LP8  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 'X{7b <  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 mN*9X[ >x  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 9?l( }S`  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 H=7dp%b"  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 `7+?1 z  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 4Uz6*IQNl  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 '$l*FWOEal  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 }?8KFe7U  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 u~% m(  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 'j>^L  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL dYk)RX`}7!  
    ACA 50 1 1 d.2   
    ADT 10 .1 10 69\0$O  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 G2rxr  
    M -.008 10 A P HH 1   R4p bi=  
    M -.004 10 A P HH .5 kRZ(  
    M -.0064 10 A P HH .8 A~O 'l&KB  
    M 0 1 A P YA 1   Ow+7o@$"/  
    S GIHT < _c84,[V  
    END @q[-,EA9  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     j^986  
    SYNOPSYS   80 kMN z5P  
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#=WdaNz  
    
[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。     |M0 XLCNd_  
准备一个新的MACro 如下: jAN(r>zVL  
HwM:bY N  
    STO 9 7q$9\RR5  
    CHG x8tRa0-q  
    NOP 2|w(d  
    18 TH 2000 kZSe#'R's  
    19 YMT T JLz^%t  
    20 *E+) mB"~  
    END 4$SW~BpQ  
    STEPS = 100 C'*1w  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 ^EZ)NG=e5  
    GET 9     tj{rSg7{  
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 (:M6*RV  
    
[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。 qt/"$6]%  
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。 rQN+x|dKMb  
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: Xqf"Wx(X  
    
[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! S#2 'Jw  
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。 klv^310  
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。 F2 >o"j2  
3)__b:7J  
    CHG bZERh:%o  
    NOP t~,!a?S7  
    END =xai 7iM  
    MSW {K_YW  
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”。 Zff-Hl  
    
[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。 -wvJZ  
    
[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。 *N< 22w  
    
[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 BU]9eF!>h  
    
[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。 /rKrnxw  
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。 :m@(S6T 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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