SYNOPSYS 光学设计软件课程六: 三阶像差的重要性

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很多镜头设计初学者和许多镜头设计师都认为,像差必须得到很好的控制。 他们只说对了一部分 - 但这些要求总是指三阶像差,但如果要求三阶像差都为零。 这是不明智的。

复制以下透镜文件并将其粘贴到EE编辑器中并运行它。 这是一个五片式透镜。

让我们制作一个可以有效控制三阶像差的优化MACro。

在EE编辑器中,输入(L6M1.MAC)

该MACro将改变所有设计变量并控制F/number ,离焦和后焦距,并同时以三阶像差校正为零作为目标。 输入VLIST RAD ALL将改变所有半径,VLIST TH ALL将改变所有厚度和空气间隔,本例中我们不建议使用VLIST GLM ALL命令,因为该命令将会改变透镜的材料,在这个例子中,我们必须单独声明表面。

我们运行这个MACro,得到了一个糟糕的结果!

我们用命令查看三阶像差

结果显示 这些像差非常小。那么初始透镜的像差怎么样?

这些像差要大得多 - 但初始透镜性能要好得多! 所以在像差平衡方面,不要试图将像差校正到极端状态。

一般人们在设计透镜时,通常只关心两件事:图像是否清晰,是否在正确的位置。

然而,这些三阶像差在降低公差敏感度上有很重要的作用。 这是因为,当透镜制造偏差越大,三阶像差变化最快。 因此,我们定义了一组可以放入AANT文件的八个定义像差的命令:

SAT COT ACD ACT ECD ECT ESA ECO

SAT 表面对球差的贡献的平方和SA3。
COT 表面对慧差贡献的平方和CO3。
ACD 每个表面偏心时CO3变化量的平方和。
ACT 每个表面倾斜时CO3变化量的平方和。
ECD 每种元件偏心时CO3变化量的平方和。
ECT 每个元件倾斜时CO3变化量的平方和。
ESA 元件对球差的贡献的平方和SA3。
ECO 元件对慧差贡献的平方和CO3。

以下是如何使用这些像差来放宽透镜公差的示例。 我们优化了下面所示的透镜,并以目标波前权重0.05运行BTOL。

1.运行命令THIRD SENS,查看这些参数的当前值。

2.由于我们主要关注中心误差,我们可能会尝试降低ECD的值,即当元件偏心变化时,CO3的变化。 让我们添加到AANT文件(在L6M2.MAC中)的行

由于ECD已经是一个很小的数字(与列表中的其他数字相比),我们给它一个很高的权重,因此它对评价函数产生了影响。 请记住,我们不能简单地将所有这些值都定为零,因为通常不能设计没有任何像差的透镜元件,并且没有光焦度。 而且,这些量以不明显的方式耦合。 例如,如果减少SAT的值,您可能会发现COT也变小了。

你不能给他们各自分配一个独立的值,并期望程序可以自己找到这样的组合。 因此,明智的做法是一次一个地进行,直到找到最适合您透镜的参数。 在这个例子中,控制ECD的值,即可得到透镜。

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