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。
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。）
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。
以下是DSEARCH上运行的输入，它将为我们找到配置。（C41M1.MAC）
TIME
CORE 12
OFF 1 99
DSEARCH 5 QUIET
SYSTEM
ID EYEPIECE EXAMPLE
OBD 1.0E9 45 1.27
UNI MM
WAVL CDF
WAP 1
END
GOALS
ELEMENTS 9
TOTL 200 .01
BACK 0 0
FNUM 7.0 10
ASTART 5
THSTART 5
RSTART 100
RT 0.25
NPASS 80
ANNEAL 100 10 Q 100
SNAP 10
TOPD
STOP FIRST
STOP FREE
QUICK 50 100
FOV 0 .3 .6 .75 .9 1.
FWT 3 1 1 1 1 1
END
SPECIAL AANT
ACA 50 1 1
ADT 10 .1 10
M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
M -.008 10 A P HH 1
M -.004 10 A P HH .5
M -.0064 10 A P HH .8
M 0 1 A P YA 1
S GIHT
END
GO
TIME
这是从DSEARCH 返回的图纸。
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。
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。
PANT
VY 0 YP1
VLIST RD ALL
VLIST TH ALL
VLIST GLM ALL
END
AANT P
AEC
ACC
M 0.142857E+00 0.100000E+02 A CONST 1.0 / DIV FNUM
GSR 0.250000 3.000000 4 M 0.000000
GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.300000
GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.600000
GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.750000
GNR 0.250000 1.000000 4 M 0.900000
GNR 0.250000 1.000000 4 M 1.000000
GSO 0.250000 0.246460 4 M 0.000000
GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.300000
GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.600000
GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.750000
GNO 0.250000 0.082153 4 M 0.900000
GNO 0.250000 0.082153 4 M 1.000000
M 0.200000E+03 0.100000E-01 A TOTL
ACA 50 1 1
ADT 10 .1 10
M 15 1 A P YA 1 0 0 0 1
M -.008 10 A P HH 1
M -.004 10 A P HH .5
M -.0064 10 A P HH .8
M 0 1 A P YA 1
S GIHT
END
SNAP 10/DAMP 1.00000
SYNOPSYS 80
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：
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。
准备一个新的MACro 如下：
STO 9
CHG
NOP
18 TH 2000
19 YMT
20
END
STEPS = 100
PLOT YA ON 19 FOR HBAR = 0 TO 1
GET 9
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
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。
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。
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：
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！
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。
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。
CHG
NOP
END
MSW
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”。
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。
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。
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
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。
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。
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。
