SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面

課程二十:設計容易制造與加工的非球面 

在本課中,我們展示如何將球面替換成非球面,從而改善像質。然后我們重新優化它,控制非球面與最接近球面(CFS)的 RMS 偏離,以便更容易制造。

這是一個初始鏡頭,一個校正不佳的三片式鏡頭:

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖1


(如果您想自己運行此案例,始鏡頭名為 6.RLE。)

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

     讓我們做一個簡單的優化運行。首先,我們只使用球面。這是 MACro:

0D_E`IT7_0ZPW}E9I_OC[ND.png


鏡頭質量得到改善,但 5 階球差和 3 階球差沒有得到平衡:

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖4

轉換成非球面。將下面的命令行添加到 PANT 文件并重新優化。

VY 1 G 3

VY 1 G 6

VY 1 G 10

正如所期望的那樣,現在鏡頭要好得多 - 但是非球面看起來如何?ASY 列表給出了系數:

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖5

我們使用了22個 G 非球面系數項中的三個。查看該表面與最貼近的球面的貼合程度(CFS)。

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖6

輸入命令 ADEF 1 PLOT

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖7

該圖表顯示與 CFS 有很大不同。這可能難以準確控制。讓我們繼續優化,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文件中添加了這些

M 0 100 CLINK

ADEF 1

CD1 FILE 6

= CD1


然后運行這個宏,

這里我們使用 CLINK 選項,它使優化程序運行下一個命令(在這種情況下為 ADEF ),然后從文件緩沖區中獲取所需的數量。(要了解此強大功能,請在中鍵入 HELP CLINKCW)。

SYNOPSYS 已經有了這種分析的命令,如用戶手冊的第 10.3.3 節所述,但如果沒有,你會怎么做?本課程展示了如何使用其他功能來執行相同的操作,并且如果您想要執行沒有命令的操作,最好知道如何使用其他功能。

加權因子 100 來自哪里非球面和 CFS 之間的RMS差異為 0.00042,其他像差中最大的差異為 0.045。(要查看這些值,可以使用 FINAL nb 命令。我們輸入 FINAL 5,查看五個最大的像差,并得到下表(它位于 FINAL ERROR 列中)):

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖8

因此,這種加權將使 RMS 偏離與最大光線像差的誤差相當。

我們如何找出要添加到 AANT 文件中的其他行?當 ADEF 命令運行時,它會將其部分輸出的副本放入 AI 緩沖區。運行該命令后,詢問 AI:BUFFER?

看看放在哪里

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖9
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我們所需的 RMS 差異在位置 6- 我們想要控制的數量。所以我們運行這個新的優化,光扇圖幾乎沒有變化。現在非球面看起來像什么?

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖11

在命令窗口輸入 ADEF 1 PLOT

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖12

現在 RMS 差異僅為 0.00018。在這里,我們的鏡頭只有43%的非球面偏離,并且性能基本相同。

現在調整加權因子可能是有意義的,分階段增加它直到性能開始降低。這可能會產生比上面更容易制作的鏡頭。

通過拾取 FILE 5,我們也可以控制峰值差異而不是 RMS。將 AANT 命令更改為


M 0 50 CLINK
ADEF 1
CD1 FILE 5
= CD1

點擊運行,并重新優化。

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖13

現在峰值偏離較小

在命令窗口輸入 ADEF 1 PLOT

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十:設計容易制造與加工的非球面的圖14

制造這種非球面有多難?讓我們來看看:在命令窗口輸入 ADEF 1 FRINGES

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這是一個非常漂亮的柔和的非球面,只有一些條紋到最合適的球面。條紋是雙通的; 實際差異只是顯示的一半。

使用這些工具,人們可以利用非球面元件,同時要確保它們易于制造。

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