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SYNOPSYS代码详解-设计自由曲面反射系统

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    [LV.9]以坛为家II

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    发表于 2020-3-19 19:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
    设计自由曲面反射系统
    参考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》书第四十三章
    如图所示,建立的自由曲面反射透镜的位置,光线从表面1的左侧入射,经过位于2,3和4处的反射镜,然后进入位于5处的图像平面。
    打开SYNOPSYS软件以后,首先设置工作目录如下:
    然后,打开镜头文件C43M1,其代码如下:
    FFBUILD                          !调用FFBUILD功能
    SYSTEM                           !设置系统参数
    IDEXAMPLE FFBUILD    !镜头标识
    OBB 02 12 0    !无穷远物体,半视场角为2°,半孔径为12mm;
    WAVLCDF       !三个可见光波长
    UNIMM            !透镜单位为毫米
    CFOV!圆形视场
    END  !结束

    GEOM   !设置几何位置
    2MIRROR  0 0 140   !反射镜2的全局坐标为(0,0,140)
    3MIRROR  0 40 30   !反射镜3的全局坐标为(0,40,30)
    4MIRROR 0 40 120  !反射镜4的全局坐标为(0,40,120)
    5IMAGE  0 -30 60 -7 7  !像面5的全局坐标为(0,-30,60),X方向像高-7mm,Y方向像高7mm
    END                              !结束
    SHAPES  !定义面型
    2ZERN   !表面2为泽尼克表面
    3ZERN   !表面3为泽尼克表面
    4ZERN   !表面4为泽尼克表面

    END        !结束

    运行宏后,会自动生成一个镜像系统,如下图:
    还会自动生成一个优化宏FFBUILD_OPT,代码很长,如下:
    运行优化宏FFBUILD_OPT.MAC一次,得到优化后的自由曲面反射系统:
    修改FFBUILD_OPT.MAC宏,删除每个表面上G3到G10变量之前的注释字符('!');注释掉SKIP。运行修改后的优化宏FFBUILD_OPT.MAC,并进行模拟退火(50,2,50),得到系统结构如下图所示:
    接着释放每个表面上剩余的G变量,并再次进行优化和模拟退火(50,2,50),得到新的系统结构如下图所示:

    现在评估波前差。在Command Window中输入MMA,打开MAP对话框进行设置(左侧),得到波前方差图(右侧):
    在CW中输入MDI,打开MDI对话框设置如下:
    得到衍射图案:
    接着,绘制系统的三维图。首先在CW中输入MEW,转到边缘向导,点击“Createall”按钮。然后根据需要调整镜像厚度。现在为镜子分配了逼真的边缘和厚度。然后单击按钮,得到RSOLID图,如下图所示:
    在CW中输入FFA 20 RSAG SURF,得到表面2的形状,如下图。其中显示了排除所有旋转对称项时的形状。这可以您表面2与对称曲线的差异程度。
    在CW中输入FFA 20 SAG CONTOUR,查看表面2完整形状的轮廓,如下图。
    在CW中输入FFA 20 RSAG CONTOUR,查看表面2的等高线图,如下图。
    在CW中输入GDIS31,得到自由反射镜面设计的网格畸变图,如下图所示。

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