在第15課中設(shè)計的鏡頭非常好，但是它有點長。 實際上我們希望它總長更短，同時希望有著非常高的分辨率。 以下是本課的設(shè)計要求：
4 1.焦距90毫米
2.半視場角20度
3.半孔徑25.4毫米
4.透鏡元件長度約100毫米
5.后焦距50毫米或更大
在本課程中，將讓DSEARCH找到一個初始結(jié)構(gòu)。 在命令窗口中鍵入MDS，打開設(shè)計搜索菜單，如下所示。
輸入箭頭所示的數(shù)據(jù)，然后單擊“確定”。 看到結(jié)果時，可以稍后修改此輸入。 假設(shè)鏡頭需要七個透鏡元件。 程序會要求您輸入文件名，因此請鍵入LENS_7等名稱。 這將打開一個編輯器窗口，其中包含運行該程序所需的輸入。
CORE 14
TIME
DSEARCH 1 QUIET
SYSTEM
ID DSEARCH SAMPLE
OBB 0 20 12.7
WAVL 0.6563 0.5876 0.4861
UNITS MM
END
GOALS
ELEMENTS 7
FNUM 3.54
BACK 0 0
TOTL 100 0.1
STOP MIDDLE
STOP FREE
RSTART 400
THSTART 5
ASTART 12
RT 0.5
FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0
FWT 5.0 3.0 3.0
NPASS 40 ! this gives the number of passes in the final MACro這給出了最終MACro中的傳導次數(shù)
ANNEAL 200 20 Q
COLORS 3
SNAPSHOT 10
QUICK 30 30 ! this option runs much faster此選項運行得更快
END
SPECIAL PANT
END
SPECIAL AANT
LLL 50 .1 1 A BACK
END
GO
TIME
使用命令MDS打開DSEARCH對話框
不必在對話框中為后焦指定權(quán)重，而是選擇將該要求放在SPECIAL部分。 LLL表示限制下限，這使得后焦大于50。
注意這個文件中的RT參數(shù)。這控制了單個光線如何在評價函數(shù)中進行加權(quán)。0值使給定網(wǎng)格中的所有光線具有相同的權(quán)重，而更高的值將使靠近光瞳中心的光線比靠近邊緣的光線權(quán)重更高。這是一種提高透鏡分辨率的有效方法;光扇圖外視場可能會劇烈地飛離邊緣，但如果中心部分非常平坦，分辨率將會很高。這是一個您經(jīng)常要嘗試的參數(shù)。
運行這個宏，你會得到有潛力的初始結(jié)構(gòu)，如下圖所示。
由DSEARCH Let's返回的10個鏡頭
仔細地檢查這些鏡片。 在CW中鍵入
EM DSS
加載并運行DSEARCH已創(chuàng)建的DSS.MAC文件。 該macro將打開DSEARCH返回的每個鏡頭，在PAD上顯示，然后按下鍵。 你會發(fā)現(xiàn)他們中的許多設(shè)計結(jié)果都有相似的性能。 當您看到自己喜歡的一個結(jié)構(gòu)時，只需按鍵即可停止macro。 我們喜歡DSEARCH保存的名稱為DSEARCH9.RLE的版本。 （結(jié)果中的名稱可能不同，因為順序取決于哪個核心在何時完成。）
來自SEARCH結(jié)果的好的結(jié)構(gòu)
1. 運行DSEARCH在新窗口中創(chuàng)建的優(yōu)化MACro DSEARCH_OPT; 然后運行模擬退火程序（55,2,50）。 鏡頭有所改變。 這個鏡頭性能？ 打開MOP對話框并輸入如下所示的數(shù)據(jù)。 單擊MOF按鈕，即可獲得MTF曲線。 將此鏡頭稱為第1版。
結(jié)果不太好 - 但我們學到了一些東西。 MTF可以隨著視場快速變化，因此我們在DSEARCH輸入中需要更多的視場點。 我們還決定，由于這個透鏡離衍射極限不遠，我們應該針對OPD而不是橫向像差。 以下是我們對GOALS部分的修訂輸入：
GOALS
ELEMENTS 7
FNUM 3.54
BACK 0 0
TOTL 100 0.1 STOP MIDDLE
STOP FREE
RSTART 400
THSTART 5
ASTART 12
RT 0
FOV 0.0 .5 .7 .9 1
FWT 3 2 2 2 2
OPD
NPASS 40
ANNEAL 200 20 Q COLORS 3
SNAPSHOT 10
QUICK 50 50
END
鏡頭優(yōu)化和模擬退火，版本1
用于運行MOF的對話框，要求設(shè)置四個空間頻率。
運行此DSEARCH文件，然后優(yōu)化并模擬退火程序。 會得到一個不同的鏡頭和MTF曲線。 軸線越好，邊緣越好。 我們應該做什么？
版本2鏡頭，經(jīng)過優(yōu)化和模擬退火
版本2鏡頭的MTF
讓我們嘗試一下我們尚未使用過的工具。
在AANT文件中，刪除所有GSO和GNO，并替換以下命令行
GSHEAR .2 1 6 M 0 0 X
GSHEAR .2 1 6 M 0.5 0 X
GSHEAR .2 1 6 M 0.7 0 X
GSHEAR .2 1 6 M 0.9 0 X
GSHEAR .2 1 6 M 1 0 X
GSHEAR .2 1 6 M 0 0 Y
GSHEAR .2 1 6 M 0.5 0 Y
GSHEAR .2 1 6 M 0.7 0 Y
GSHEAR .2 1 6 M 0.9 0 Y
GSHEAR .2 1 6 M 1 0 Y
要理解此輸入，您必須了解如何計算MTF。一種常用的方法是卷積積分，該卷積積分基于組合光瞳，一個在X或Y中剪切的量隨著要計算的頻率而變化。如果給定點處的OPD誤差與截止頻率處的OPD誤差相同，則MTF是完美的，就這些點而言。在整個光瞳上計算，得到鏡頭的MTF。上述請求告訴程序評估光瞳中的點網(wǎng)格與根據(jù)第一個參數(shù)截止頻率的對應點之間的OPD差異，此處為0.2。因此，這將優(yōu)化鏡頭，同時嘗試以三種波長的五個視場中的每一個的空間頻率（截止值的1/5）使MTF達到峰值。
3. 在版本2鏡頭上運行此優(yōu)化并模擬退火程序。然后打開DSEARCH返回的其他10個鏡頭，并對它們進行相同操作。我們得到了一個很好的結(jié)果，鏡頭返回為DSEARCH08.RLE。將此版本稱為3。
第3版鏡頭，根據(jù)GSHEAR要求進行了優(yōu)化。
結(jié)果更好，但假設(shè)我們需要更高的分辨率。 該怎么辦？
也許只有七個鏡片才能做得更好。 在PANT命令之前添加一行，
AEI 5 1 123 0 0 0 50 10
再次運行它。 然后注釋掉AEI命令行，再次優(yōu)化和模擬退火程序。 該程序在表面11添加了一個新鏡片，MF從92.5降至71.8。 調(diào)用鏡頭版本4.這是一款出色的鏡頭。
版本4鏡頭，AEI插入元件7
版本4和5鏡頭的MTF。
最后一次運行，增加了一個探測器ADT 8 .1 1，鏡頭看起來很好。 這是第5版鏡頭，符合實際應用。
第5版鏡頭
有了這么多工具，人們自然想知道使用哪些工具。例如，如果你想要一個8片鏡片的鏡頭，你應該使用DSEARCH 搜尋8個鏡片的結(jié)構(gòu)，或者搜尋6個鏡片的結(jié)構(gòu)，然后再使用AEI兩次來獲得8個鏡片的結(jié)構(gòu)？哪種方法更好。
只有經(jīng)驗才能說明。再次運行這個程序，向DSEARCH設(shè)定六個鏡片，然后僅使用GSHEAR像差，運行AEI兩次。以這種方式測試所有10個DSEARCH結(jié)果，發(fā)現(xiàn)其中7個返回的MF低于上面的版本4。這似乎是一個很好的策略。下圖顯示了該批次中最好的MTF曲線。
另一個實驗：我們再次運行DSEARCH，僅使用FOV 0，并將所有GSHEAR請求放入SPECIAL AANT部分，并關(guān)閉QUICK模式。該輸入使DSEARCH完全優(yōu)化每個候選鏡頭，無需快速篩選，并從一開始就控制像差。它是如何做的？
已經(jīng)有初步得解決方案。正是這樣的實驗將展示下一步的方向。我們使用這個新的工具，并不需要很多得設(shè)計經(jīng)驗。
通過向DSEARCH設(shè)置六個鏡片的結(jié)構(gòu)，然后運行AEI兩次，通過優(yōu)化找到最好的鏡頭。
鏡頭的MTF
本課程以圖形方式說明，在鏡頭設(shè)計中，您正在處理具有大量解的機會。除非您已經(jīng)有一個非常好的起始鏡頭，否則在您嘗試使用DSEARCH的參數(shù)時，找到一個好鏡頭的幾率會有所提高。
隨著DSEARCH等新工具的出現(xiàn)，鏡頭設(shè)計的工作發(fā)生了重大變化。在以前，專家設(shè)計師將在一個設(shè)計上工作數(shù)天或數(shù)周，使用復雜的知識來指導過程，今天人們可以在幾分鐘內(nèi)完成許多設(shè)計，然后選擇最有希望的結(jié)構(gòu)來進一步工作。其中一些設(shè)計往往優(yōu)于專家在過去幾天才能夠提出的設(shè)計。
在實際情況中，接下來會在AANT文件中添加一個ADT監(jiān)視器（直徑/厚度比），因為有些元件太薄了。 （如果您在開始時不使用此控制，該程序通常會返回更好的鏡頭。 在你有一個好的設(shè)計后，厚度很容易修改，如果一開始時就控制這個比例會強烈影響程序?qū)ふ业揭粋�好的設(shè)計 - 可能會錯過一個好的設(shè)計。 嘗試兩種方式并選擇最佳結(jié)果。）將確定最終的鏡頭，看看圖像校正如何隨共軛而變化（如果這是一個要求，并重新優(yōu)化透鏡如第19章所示，如果是這樣的話，用ARGLASS插入實際玻璃類型，為最接近隱含光闌的表面指定一個實際光闌，可能會減小某些元件的厚度，重新優(yōu)化，使用邊緣向?qū)Фx邊緣幾何體，匹配使用TPM曲線到供應商的測試板列表，使用BTOL準備公差，使用ELD制作元件圖紙，使用DWG制作系統(tǒng)圖紙，等等。設(shè)計鏡頭時還有很多工作要做，這是一個實用的課程，展示了如何使用一些可用的工具。我們按照設(shè)計要求，在相當短的時間內(nèi)設(shè)計出了一些相當不錯的鏡頭。
請嘗試上面的內(nèi)容，并嘗試改變DSEARCH的起始半徑，厚度，空間間隔和其他參數(shù)的各種值。
