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。 rx~[Zs+* 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。) qztV,R T 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。 YhKZ|@ [attachment=119408] 以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) 8|1^|B(l _uxPx 21g} TIME m7]hJ,0 CORE 12 @ CsV]97` OFF 1 99 V-O(U*] DSEARCH 5 QUIET Tt# bg1 SYSTEM pR os{Uq" ID EYEPIECE EXAMPLE =odkz}bU OBD 1.0E9 45 1.27 `vk0c UNI MM &&8'0.M{ WAVL CDF #} ,x @]p WAP 1 yOXO)u1n END C"<s/h Gy29MUF GOALS &vUq}r%P ELEMENTS 9 .=RlOK TOTL 200 .01 F}?<v8#z0 BACK 0 0 Va<HU:< FNUM 7.0 10 U\<-mXv ASTART 5 +",S2Qmo THSTART 5 dz9Y}\2tf RSTART 100
a=}*mF[ug RT 0.25 [IX+M#mf NPASS 80 mNmUUj9z ANNEAL 100 10 Q 100 *dE^-dm# SNAP 10 1 TJ0D_, TOPD L_O$>c STOP FIRST #B}?Zg STOP FREE BR_TykP QUICK 50 100 $n=lsDnhQ FOV 0 .3 .6 .75 .9 1. )$M,Ul FWT 3 1 1 1 1 1 l[h'6+o END nS.G~c| n2-0.Er SPECIAL AANT `^F: - ACA 50 1 1 !XE aF]8 ADT 10 .1 10 n@>wwp M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 /Bv#) -5 M -.008 10 A P HH 1 m\0cE1fir M -.004 10 A P HH .5 *YV
S|6bs M -.0064 10 A P HH .8 C".1+Um M 0 1 A P YA 1 W:s@L#- S GIHT Ww9;UP'G END I<\
'% GO xF8S*,#,* TIME ZW4aY}~)$ 4iX-( ir, 这是从DSEARCH 返回的图纸。 =7/-i [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。 U@lV
[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。 wz(K*FP |"7Pv
skT PANT 7nE"F!d+0 VY 0 YP1 F1W+o?B VLIST RD ALL !p.^ITM3S VLIST TH ALL ~9M!)\~ VLIST GLM ALL {[#(w75R{ END #6> 6S;Ib AANT P 5G*II_j AEC /'&;Q7!) ACC fj']?a!m M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM .Ao0;:;(2- GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000 _n O.- GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
M[P^]J@ GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000 XAic9SNu; GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000 Z5)eREi= GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000 @z,*K_AKr GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000 =Viy^ieN$ GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000 LJuW${Y GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000 g`Md80*Zfk GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000 {U @3yB GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000 bKz{wm% GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000 zQfkMa. GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000 9%,;XQ M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL v|@1( ACA 50 1 1 2<6j1D^jM ADT 10 .1 10 (F5ttQPh M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 ,)#.a%EKA M -.008 10 A P HH 1 ,x#ztdvr M -.004 10 A P HH .5 zB)%lb M -.0064 10 A P HH .8 8 njuDl M 0 1 A P YA 1 4M`Xrfwm'[ S GIHT rxE&fjW END L,M+sN SNAP 10/DAMP 1.00000 zy)i1d SYNOPSYS 80 ejcwg*i 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:
tbG8MXX [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。 0s%6n5> 准备一个新的MACro 如下: IC~ljy]y_ ww,Z )m STO 9 :JV\){P CHG iJnh$jo NOP uQp_':\k 18 TH 2000 7'.s7&
'7 19 YMT gxM[V>[ 20 ;'1Apy END Uf2:gLrF STEPS = 100 G11cNr>* PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 > V%Q O>C GET 9 K`(#K#n 运行这个宏。这将完成以下工作: 1.删除表面 18上的YMT解(通过 NOP, 删除所有解)。 2.把19号表面放在2000毫米的距离。 这将模拟假定在那个距离的望远镜目标。 3.将一个稍后会聚焦于表面20的YMT解赋给表面 19。 4.声明表面20,因此它是存在的。 5.在视场上制作表面19的主光线拦截图。如果光线全部撞击在表面19的中心附近,则像差将受到控制 >]/dOH,A [attachment=119415] 我们想要避免 “芸豆”效应,如果瞳孔有很多球像,就会出现这种效应。 随着你的眼睛移动,视场的一部分图像会消失。 P|}\/}{` 在眼睛位置放大图像,然后单击按钮运行Pad Scan™↑。光线可以很好地瞄准眼点。虽不完美——但是,镜头的设计是关于权衡的,不是吗?我们认为这些小错误已经足够好了。 I: U$ 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: %V_eJC""? [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! K-@bwB7~s 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。 ~3 @*7B5Q 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。
`]>on`n? 2Ow<`[7 CHG
`ue?Z%p| NOP w%u5< END cjT[P"5$ MSW e^frVEV 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”。 Bbs 0v6&, [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。 2f{kBD [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。 aL)$b [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 ;,`]O!G:P [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。 EXHR(t}e 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。 VM;g+RRq 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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