SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面

课程二十:设计容易制造与加工的非球面 

在本课中,我们展示如何将球面替换成非球面,从而改善像质。然后我们重新优化它,控制非球面与最接近球面(CFS)的 RMS 偏离,以便更容易制造。

这是一个初始镜头,一个校正不佳的三片式镜头:

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图1


(如果您想自己运行此案例,始镜头名为 6.RLE。)

DB)XQUEXT$35BT{`%U_25(F.png

     让我们做一个简单的优化运行。首先,我们只使用球面。这是 MACro:

0D_E`IT7_0ZPW}E9I_OC[ND.png


镜头质量得到改善,但 5 阶球差和 3 阶球差没有得到平衡:

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图4

转换成非球面。将下面的命令行添加到 PANT 文件并重新优化。

VY 1 G 3

VY 1 G 6

VY 1 G 10

正如所期望的那样,现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何?ASY 列表给出了系数:

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图5

我们使用了22个 G 非球面系数项中的三个。查看该表面与最贴近的球面的贴合程度(CFS)。

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图6

输入命令 ADEF 1 PLOT

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图7

该图表显示与 CFS 有很大不同。这可能难以准确控制。让我们继续优化,是否能得到更容易制作的非球面。在 PANT 文件中添加

VY 1 G 3

VY 1 G 6

VY 1 G 10

VY 1 G 16

在AANT文件中添加了这些

M 0 100 CLINK

ADEF 1

CD1 FILE 6

= CD1


然后运行这个宏,

这里我们使用 CLINK 选项,它使优化程序运行下一个命令(在这种情况下为 ADEF ),然后从文件缓冲区中获取所需的数量。(要了解此强大功能,请在中键入 HELP CLINKCW)。

SYNOPSYS 已经有了这种分析的命令,如用户手册的第 10.3.3 节所述,但如果没有,你会怎么做?本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作,并且如果您想要执行没有命令的操作,最好知道如何使用其他功能。

加权因子 100 来自哪里非球面和 CFS 之间的RMS差异为 0.00042,其他像差中最大的差异为 0.045。(要查看这些值,可以使用 FINAL nb 命令。我们输入 FINAL 5,查看五个最大的像差,并得到下表(它位于 FINAL ERROR 列中)):

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图8

因此,这种加权将使 RMS 偏离与最大光线像差的误差相当。

我们如何找出要添加到 AANT 文件中的其他行?当 ADEF 命令运行时,它会将其部分输出的副本放入 AI 缓冲区。运行该命令后,询问 AI:BUFFER?

看看放在哪里

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图9
SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图10

我们所需的 RMS 差异在位置 6- 我们想要控制的数量。所以我们运行这个新的优化,光扇图几乎没有变化。现在非球面看起来像什么?

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图11

在命令窗口输入 ADEF 1 PLOT

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图12

现在 RMS 差异仅为 0.00018。在这里,我们的镜头只有43%的非球面偏离,并且性能基本相同。

现在调整加权因子可能是有意义的,分阶段增加它直到性能开始降低。这可能会产生比上面更容易制作的镜头。

通过拾取 FILE 5,我们也可以控制峰值差异而不是 RMS。将 AANT 命令更改为


M 0 50 CLINK
ADEF 1
CD1 FILE 5
= CD1

点击运行,并重新优化。

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图13

现在峰值偏离较小

在命令窗口输入 ADEF 1 PLOT

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图14

制造这种非球面有多难?让我们来看看:在命令窗口输入 ADEF 1 FRINGES

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面的图15

这是一个非常漂亮的柔和的非球面,只有一些条纹到最合适的球面。条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。

使用这些工具,人们可以利用非球面元件,同时要确保它们易于制造。

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