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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。 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  
_uxPx21g}  
    TIME m7]hJ,0  
    CORE 12 @ CsV]97`  
    OFF 1 99 V-O(U*]  
    DSEARCH 5 QUIET Tt# bg1  
    SYSTEM pR o s{Uq"  
    ID EYEPIECE EXAMPLE =o dkz}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 .=R lOK  
    TOTL 200 .01 F}?<v8#z0  
    BACK 0 0 Va<H U:<  
    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 1TJ0D_,  
    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 F 1W+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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