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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。 nh7_ jEX  
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。) |FFz $'8)  
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。 NPv.7,  
    
[attachment=119408]
    以下是DSEARCH上运行的输入,它将为我们找到配置。(C41M1.MAC) {KDN|o+%  
d&G]k!|\  
    TIME z\FBN=54z  
    CORE 12 _KloX{a  
    OFF 1 99 d@^%fVhG  
    DSEARCH 5 QUIET ElTB{C>u  
    SYSTEM "Plo[E  
    ID EYEPIECE EXAMPLE 6wT ])84  
    OBD 1.0E9 45 1.27 Z@Q/P(t  
    UNI MM |[r7B*fw  
    WAVL CDF =x?WZMO  
    WAP 1 W3ms8=z  
    END Q(A$ >A  
     >aVtYp B  
    GOALS C ]B P}MY<  
    ELEMENTS 9 ^?]-Q*w3Qs  
    TOTL 200 .01  7L:Eg  
    BACK 0 0 P )oNNY6}  
    FNUM 7.0 10 AJ}m2EH  
    ASTART 5 ~u!V_su]GY  
    THSTART 5 tf54EIy5Y  
    RSTART 100 S;t`C~l\  
    RT 0.25 ho6hjhS|u  
    NPASS 80 A|K=>7n]U  
    ANNEAL 100 10 Q 100 }UcdkKq  
    SNAP 10 ,gpEXU p\  
    TOPD JXRU9`3)A  
    STOP FIRST         k$5l kP.  
    STOP FREE 4V{&[ Z  
    QUICK 50 100 #?\(l%  
    FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.     ml|FdQ  
    FWT 3 1 1 1 1 1 nT01B1/<]  
    END E;`^`T40  
     6d5J*y2  
    SPECIAL AANT og8hc~:ro  
    ACA 50 1 1 :Hb`vH3 x  
    ADT 10 .1 10 trjpq{,[U  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1     IP{$lC  
    M -.008 10 A P HH 1         'Qg!ww7O  
    M -.004 10 A P HH .5     -B/'ArOo]  
    M -.0064 10 A P HH .8 IDf\! QGx  
    M 0 1 A P YA 1         [;yH.wn#5  
    S GIHT _U LzA  
    END `<~=6H  
    GO WZHw(BN{+  
    TIME SAitufS  
4 7mT  
这是从DSEARCH 返回的图纸。 :J @3:+sr  
    
[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。 QEut@L  
    
[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。 N)D+FV29y  
     %2b^t*CQ  
    PANT 7vRp<  
    VY 0 YP1 w\D !e  
    VLIST RD ALL 7f k)a  
    VLIST TH ALL RhB)AUAj  
    VLIST GLM ALL !U}2YM J  
    END F =*4] O  
    AANT P 5|r*,! CF  
    AEC .9Cy<z  
    ACC >r\GB#\5  
    M   0.142857E+00  0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM m3o -p   
    GSR     0.250000     3.000000      4  M     0.000000 oR~d<^z(  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.300000 j[R.UB3J  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.600000 CLmo%"\ s  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.750000 rp"5176  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     0.900000 :JX2GRL4  
    GNR     0.250000     1.000000      4  M     1.000000 uD?G\"L i  
    GSO     0.250000     0.246460      4  M     0.000000 HnjA78%i  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.300000 "P|n'Mx  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.600000 e-v|  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.750000 5y g`TW  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     0.900000 RR:%"4M  
    GNO     0.250000     0.082153      4  M     1.000000 EN[T3 Y  
    M   0.200000E+03  0.100000E-01 A TOTL BtbU?t  
    ACA 50 1 1 AWMJ/ E*T  
    ADT 10 .1 10 'oY#a9~Z{  
    M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1 }@t" B9D  
    M -.008 10 A P HH 1   k]$oir  
    M -.004 10 A P HH .5 +C~d;p  
    M -.0064 10 A P HH .8 [[^95:  
    M 0 1 A P YA 1   Wq+GlB*  
    S GIHT L~;(M6Jp  
    END XKws_  
    SNAP  10/DAMP    1.00000     vK+reXE  
    SYNOPSYS   80 EZjtZMnj  
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: >"=DN5w ,S  
    
[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。     flC%<V%'-  
准备一个新的MACro 如下: li\=mH,Wr  
N8Zz6{rp  
    STO 9 GrJLQO0$N  
    CHG x>##qYT  
    NOP _iq62[i3^  
    18 TH 2000 IaSpF<&Y;  
    19 YMT Ic_NQ<8  
    20 NNbdP;=:u  
    END ]OdZlZBsJ  
    STEPS = 100  &qdhxc4  
    PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1 m }HaJ  
    GET 9     $fg@g7_:  
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 9NU0K2S  
    
[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。 F{a;=h#@Q  
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。 TbNH{w|p  
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: X|Y(*$?D7  
    
[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! P$k*!j_W  
该镜头处于AFOCAL模式,输出Y坐标实际上是来自轴的光线角度,以弧度为单位。GIHT类似地是在近轴上的弧度角。如果两者数值相同,则系统没有畸变。 D@68_sn  
现在难点是,我们必须检查图像质量。这是大约1/2波长的横向色差。为了分析这一点,我们给镜头设置了10个波长,根据天文物体和人眼的光谱进行加权。首先,我们删除曲率求解,因此半径不会随光谱改变。 m Rw0R{  
1F5KDWtE  
    CHG TE+>|}]R  
    NOP njX$?V   
    END /<8y>  
    MSW &5R|{',(Y  
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”。 zM=MFKhi ~  
    
[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。 b\`S[  
    
[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: C  
    
[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+(eA7E  
    
[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。 JL1A3G  
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。 +Z|3[#W  
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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