本課將探索 SYNOPSYS 的一個(gè)獨(dú)特功能，當(dāng)您需要出色的色差校正時(shí)，它可以提供幫助，甚至比復(fù)消色差更好。

假設(shè)您正在設(shè)計(jì)一個(gè)在 0.4 到 0.9 微米范圍內(nèi)使用的鏡頭。你能用復(fù)消色差嗎？讓我們來(lái)看看。這是一個(gè)初始結(jié)構(gòu)的 RLE 文件，除了最后一個(gè)表面外，所有表面都是平的，這將為我們提供一個(gè) 6 英寸孔徑 F / 8 望遠(yuǎn)鏡物鏡。（復(fù)制這些行并將它們粘貼到 MACro 編輯器中。）

    RLE    
    ID WIDE SPECTRAL RANGE EXAMPLE    
    OBB 0 .25 3    
    UNITS INCH    
    1 GLM 1.6 50    
    3 GLM 1.6 50    
    5  GLM 1.6 50    
    6  UMC -0.0625 YMT    
    7    
    1  TH .6    
    2  TH .1    
    3  TH .6    
    4  TH .1    
    5  TH .6    
    END

我們還沒(méi)有指定波長(zhǎng)，所以我們得到了默認(rèn)的 CdF 光線。我們需要改變這一點(diǎn)。打開(kāi)光譜向?qū)В∕SW）對(duì)話框，然后更改指示的點(diǎn)。

單擊“獲取光譜”按鈕后，單擊“應(yīng)用于鏡頭”按鈕。鏡頭現(xiàn)在有更廣泛的光譜。這是我們的起始鏡頭，在 SketchPad 顯示屏中

結(jié)果很差，需要優(yōu)化。讓我們優(yōu)化它，改變玻璃模型。制作一個(gè) MACro

    LOG    STO 9    PANT    VLIST RAD 1 2 3 4 5    VLIST TH ALL AIR    VLIST GLM ALL    END    AANT    END    SNAP    SYNOPSYS 50

現(xiàn)在將鼠標(biāo)放在 AANT 命令后的空行上，然后單擊按鈕。默認(rèn)選擇評(píng)價(jià)函數(shù) 6，因此只需單擊返回宏編輯器按鈕即可。這給了我們一個(gè)簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)函數(shù)：

    LOG    
    STO 9    
    PANT    
    VLIST RAD 1 2 3 4 5    
    VLIST TH ALL AIR    
    VLIST GLM ALL    
    END    
    AANT    
    AEC    
    ACC    
    LUL 4 1 1 A TOTL    
    GSR .5 10 5 M 0    
    GNR .5 2 3 M .7    
    GNR .5 1 3 M 1    
    END    
    SNAP    
    SYNOPSYS 50

在這里，要校正所有 10 種波長(zhǎng)。是時(shí)候進(jìn)行優(yōu)化了。運(yùn)行 MACro 并模擬退火。鏡頭變得更好，但仍然不太理想：

該透鏡具有曲率求解，并且在每個(gè)波長(zhǎng)下程序?qū)⒅匦掠?jì)算它。（我們當(dāng)然不希望這種情況發(fā)生?。┮虼?，我們制作了第二個(gè) MACro，如下所示：

    STORE 9    
    STEPS = 50    
    CHG    
    NOP    
    END    
    PLOT DELF FOR WAVL = .365 TO 0.9 GET    
    9

此文件刪除所有的求解（和拾取，如果有的話），然后繪制離焦。然后，它以相同的方式得到鏡頭。

這是色差校正后的曲線：

當(dāng)然，這對(duì)于玻璃模型是有效的，通常我們會(huì)替換成真正的玻璃并重新優(yōu)化。但目前我們有一個(gè)消色差，校正了兩個(gè)波長(zhǎng)。因?yàn)槲覀兛梢栽趫D表上畫(huà)一條水平線，它會(huì)在兩個(gè)地方與曲線相交。我們認(rèn)為這種校正對(duì)我們來(lái)說(shuō)不夠好?，F(xiàn)在是時(shí)候?qū)W習(xí)制作“超消色差”了。

首先，我們將展示如何使用 SYNOPSYS 的玻璃地圖功能自己找到合適的鏡片組合。然后我們將展示程序如何自動(dòng)完成任務(wù)。

超消色差一詞是馬克斯?赫茨伯格在 1963 年在《應(yīng)用光學(xué)》上發(fā)表的一篇論文中首創(chuàng)的。他的理論說(shuō)，如果你制作一個(gè)玻璃庫(kù)的圖表，其中的坐標(biāo)軸是 P* 和 P** 的值，然后選擇三個(gè)在一條直線上的玻璃，就有可能同時(shí)校正四個(gè)波長(zhǎng)。P* 是指部分色散 (NF - N*)/(NF - NC)，其中 F 和 C 為 0.4861 和 0.6563 的夫瑯和費(fèi)譜線，N* 為 1.014 的 IR 譜線。N** 是 0.365 um 的 UV 線，給你一個(gè)類似的 P** 的方程。

我們將簡(jiǎn)要概述手工操作的程序，以便您知道如何操作。

屏幕上的 SYNOPSYS 玻璃圖可以向我們展示我們的需求。鍵入 MGT 以打開(kāi)“玻璃表選擇”對(duì)話框并選擇 O（Ohara）目錄。顯示玻璃圖時(shí)，單擊“圖形”按鈕，然后選擇底部選項(xiàng)。

在此圖表中，您可以看到每個(gè)元件的模型的當(dāng)前位置（紅色圓圈）。他們有點(diǎn)緊湊，但這是一個(gè)很短的路線。您需要做的是調(diào)整線條，使其連接三種玻璃類型，最好是盡可能長(zhǎng)的線條。您往往選擇靠近的底部的火石玻璃，并按單擊其中一個(gè)。這就把線的底部放在那個(gè)玻璃上。然后在分布的頂部附近選擇一個(gè)玻璃，然后單擊鍵將其放在那里。現(xiàn)在選擇靠近該線中心的第三個(gè)玻璃，并盡可能靠近它。寫下這三個(gè)玻璃的名字。

我們有三種潛在的超消色差鏡。它們是 S-PHM52 型、 S-TIL27 型。您還可以顯示相對(duì)成本和其他屬性，以幫助您選擇三個(gè)可接受的玻璃。然后你把這三種玻璃鏡插入鏡頭并進(jìn)行優(yōu)化。如果不能得到滿意的鏡頭，你可以根據(jù)相同的操作選擇不同的三個(gè)的組合。這個(gè)過(guò)程相當(dāng)繁瑣，但通常都很有效。

另一個(gè)步驟是讓程序?yàn)槟x擇玻璃組合。在 CW 中輸入

FST 的意思是找到超消色差三片鏡。該輸入將檢查 Ohara 和Schott 編目中所有玻璃類型的組合，并對(duì)最適合超消色差的 10 種進(jìn)行評(píng)級(jí)。在命令窗口中輸入 FST，該程序發(fā)現(xiàn)以下內(nèi)容:

這種方法優(yōu)于手工操作，因?yàn)樗梢詫⒉煌瑥S家的玻璃結(jié)合在一起。例如，組合 5 是由一個(gè) Ohara 玻璃和兩個(gè)來(lái) Schott 的玻璃。讓我們?cè)囋囘@個(gè)組合。我們編輯優(yōu)化 MACro，如下所示。(這里，我們使用了現(xiàn)成的評(píng)價(jià)函數(shù) 8，它校正了橫向色差和 OPD 畸變的組合，然后調(diào)整了權(quán)重。)

    LOG    
    STO 9        
    CHG    
    1 GTB O 'S-FPL55'    
    3 GTB S 'N-SSK8'    
    5 GTB S 'SF1'    
    END        
    PANT    
    VLIST RAD 1 2 3 4 5    
    VLIST TH ALL    
    !VLIST GLM ALL    
    END        
    AANT    
    AEC    
    ACC    
    ADT 6 1 1    
    ACM .5 1 .1    
    LUL 4 1 1 A TOTL        
    AEC    
    ACC    
    GSR .5 10 5 M 0    
    GNR .5 5 3 M .7    
    GNR .5 4 3 M 1    
    GSO 0 0.003916 5 M 0    
    GNO 0 0.003 3 M .7    
    GNO 0 0.002 3 M 1        
    END        
    SNAP    
    SYNOPSYS 50

在運(yùn)行了這個(gè)程序和模擬退火之后，我們得到了一個(gè)透鏡，在從第一個(gè)波長(zhǎng)和中間波長(zhǎng)，在全場(chǎng)上都被校正的很好，盡管第 10個(gè)波長(zhǎng)（0.4um）并沒(méi)有像其他波長(zhǎng)那樣被矯正的那么好。

我們猜測(cè)三種玻璃的順序。有六種可能的組合，通過(guò)嘗試，我們發(fā)現(xiàn) 5 1 3 的順序更好。我們以同樣的方式進(jìn)行，查看 FST 返回的每個(gè)組合。第六組更好:

現(xiàn)在我們?cè)谡麄€(gè)（非常寬）光譜區(qū)域上校正到大約四分之一波長(zhǎng)。我們的第二個(gè) MACro 現(xiàn)在展示了什么？

輸入

當(dāng)然，它是在三種波長(zhǎng)上校正的，但我們的目標(biāo)是四種波長(zhǎng)。為什么曲線在右端不會(huì)再上升，就像一個(gè)真正的超消色差設(shè)計(jì)?這個(gè)程序在評(píng)價(jià)函數(shù)中平衡了一切，而不僅僅是軸向色差，少量的色球差使它稍微偏離。不過(guò)，這是一個(gè)很好的鏡頭!

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