[原創(chuàng)]SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計軟件課程八：復(fù)消色差 [復(fù)制鏈接]

本課程介紹比使用簡單的雙膠合透鏡，使色差校正更好的透鏡。Rutten＆van Venrooij的書《望遠(yuǎn)鏡光學(xué)》（Telescope Optics）給出了如何設(shè)計的簡要描述。它的要點是，必須使用滿足某些特性的三種不同玻璃�？梢酝ㄟ^檢查玻璃庫顯示器選擇它們。為了說明，我們將從使用Schott目錄中的玻璃類型N-SK4，N-KZFS4和N-BALF10開始設(shè)計。以下是初始透鏡結(jié)構(gòu)：

    RLE

    ID F10 APO

    WAVL .6500000 .5500000 .4500000

    APS    3

    UNITS INCH

    OBB    0.00    0.5    2.00000    -0.01194    0.00000    0.00000    2.00000

        0 AIR

        1    RAD    -300.4494760791975    TH    0.58187611

        1    N1 1.60978880 N2 1.61494395 N3    1.62386887

        1    GTB S    'N-SK4    '

        2    RAD    -7.4819193194388    TH    0.31629961    AIR

        2    AIR

        3    RAD    -6.8555018049530    TH    0.26355283

        3    N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3    1.62823445

        3    GTB S    'N-KZFS4    '

        4    RAD    5.5272935517214    TH    0.04305983    AIR

        4    AIR

        5    RAD    5.6098999521052    TH    0.53300999

        5    N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3    1.68543133

        5    GTB S    'N-BAF10    '

        6    RAD    -27.9819596092866    TH    39.24611007    AIR

        6    AIR

        6    CV    -0.03573731

        6    UMC    -0.05000000

        6    TH    39.24611007

        6    YMT    0.00000000

        7    RAD    -11.2104527948015    TH    0.00000000    AIR

    END

打開此文件，打開SketchPAD（PAD），然后單擊GlassTable按鈕。從打開的框中選擇Schott列表。顯示如下：

這顯示了Schott玻璃庫，單擊圖表按鈕...

...然后選擇Plot P(F,e) vs. Ve

顯示發(fā)生了變化，現(xiàn)在橫坐標(biāo)是e線的V-number （0.54607 um），縱坐標(biāo)是數(shù)量(NF – Ne)/(NF – NC)。

復(fù)消色差理論表明必須選擇三個不在同一直線上的玻璃。 他們必須形成一個三角形，面積越大越好。 綠色圓圈顯示的現(xiàn)有玻璃。他們工作得很好 - 但我們希望可以做得更好。

單擊旁邊帶有數(shù)字“1”的綠色圓圈。 那是目前表面上的玻璃1，N-SK4。 現(xiàn)在單擊Properties按鈕，查看此玻璃的屬性，如下所示。

這種玻璃物理性質(zhì)不是那么穩(wěn)定：濕度等級為3，酸敏感度為5.讓我們看看我們是否能為第一個透鏡找到更好的玻璃。 （第一個鏡片將與空氣接觸，物理穩(wěn)定性非常重要。）再次單擊“圖形”按鈕，然后單擊“酸敏感度”單選按鈕，然后單擊“確定”。 在綠色圓圈附近根據(jù)需要滑動鼠標(biāo)滾輪，使局部圖像變得更大，然后單擊Full Name按鈕。

現(xiàn)在，您可以看到穿過玻璃位置的紅色垂直線，顯示酸敏感度。玻璃N-SK4的線條相當(dāng)長，因為該玻璃不是很耐用。在左邊你看到N-BAK2，根本沒有線（它是最好的類別）。在右側(cè)窗口中顯示玻璃名稱的地方單擊該位置...

...再次單擊“屬性”按鈕。很好！該玻璃的酸等級為1，耐濕性更好，價格也更低。 我們沒有理由不使用它而是去使用之前的N-SK4。 在表面框中輸入表面編號（1），然后單擊\Apply/。 玻璃N-BAK2現(xiàn)在分配給表面1。

現(xiàn)在通過刪除名稱（click Spots Only），選擇Graph，來清除顯示，然后選擇No Graph and OK。

當(dāng)然透鏡沒有針對這種玻璃進(jìn)行優(yōu)化，因此我們必須運行優(yōu)化程序。 這是一個可以完成這項工作的MACro。

    PANT

    VLIST RAD 1 2 3 4 5 7

    VLIST TH 2 4 END

    AANT AEC ACC

    GSO    0    1 4 M 0 0

    GNO    0    .2 3 M .75 0

    GNO    0    .1 3 M 1.0 0

    END

    SNAP SYNO 30

運行此MACro。 我們得到一個更好的設(shè)計，制造更便宜，更耐用的元件，并在0.45至0.65微米的范圍內(nèi)進(jìn)行校正。 這是該設(shè)計的RLE文件：

    RLE

        ID F10 APO

        WAVL .6500000 .5500000 .4500000

        APS    3

        UNITS INCH

        OBB    0.000000    0.50000    2.00000    -0.00652    0.00000    0.00000    2.00000

            0    AIR

            1 RAD    -167.6807592628928    TH    0.58187611

            1 N1 1.53742490 N2 1.54188880 N3 1.54960358

            1 CTE    0.800000E-05

            1    GTB S    'N-BAK2    '

            2 RAD    -7.0647888938302    TH    0.36076391 AIR

            3 RAD    -6.5538674975636    TH    0.26355283

            3    N1 1.60953772 N2 1.61628830 N3    1.62823445

            3    CTE    0.730000E-05

            3    GTB S    'N-KZFS4    '

            4    RAD    5.3138288434095    TH    0.03937000    AIR

            5    RAD    5.4083667709938    TH    0.53300999

            5    N1 1.66610392 N2 1.67304720 N3    1.68543133

            5    CTE    0.618000E-05

            5    GTB S    'N-BAF10    '

            6    RAD    -19.4177738787113    TH    39.42904372    AIR

            6    CV    -0.05149921

            6    UMC    -0.05000000

            6    TH    39.42904372

            6    YMT    0.00000000

            7    RAD    -11.1931120564708    TH    0.00000000    AIR

        END

讓我們看看離焦在新設(shè)計中如何隨色差變化。

    CHG

    NOP

    END

    PLOT DELF FOR WAVL = .45 TO .65

該分析顯示在設(shè)計范圍內(nèi)的離焦約為0.0026英寸，并且是一個完美的Airy斑。（后者由圖像工具（MIT）計算，其中10個波長分配給透鏡，在中心產(chǎn)生良好的白斑，具有相干效果。）離焦不為零，因為程序已經(jīng)平衡了與球差隨波長變化的小偏移。兩者都很小。（此版本在L8L3.RLE。）我們?nèi)绾畏峙?0個波長？ 使用Spectrum Wizard（MSW）。

請注意我們?nèi)绾卧谶@種情況下繪制DELF而不是BACK，就像我們之前所做的那樣。我們用NOP指令消除了所有的求解，所以后面的焦點現(xiàn)在已經(jīng)固定了。但是，近軸離焦DELF現(xiàn)在隨波長而變化。