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小火龍果 2024-03-29 10:33

SYNOPSYS 光學設計軟件課程六十六：  離軸反射式光學系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設計

課程六十六： xu7Q^F#u  
離軸反射式光學系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設計根據(jù)現(xiàn)代光電信息技術(shù)對信息發(fā)送、接收、轉(zhuǎn)換、傳遞與存儲功能的特殊需求，光學面形可由不規(guī)則、復雜非對稱的自由曲面隨意組合而成。光學中的自由曲面是指無法用球面或非球面系數(shù)來表示的曲面，主要是指任意非傳統(tǒng)、非對稱的曲面，以及微結(jié)構(gòu)數(shù)組和參數(shù)向量表示的任何形狀的曲面。采用先進的數(shù)控超精密制造技術(shù)可直接加工出自自由曲面光學鏡面，能達到亞微米量級面形精度與納米量級的表面粗糙度。自由曲面廣泛的應用在以下領域：投影鏡頭、衍射光學器件、頭盔式顯示器、車燈反射面、LED 照明系統(tǒng)、汽車 HUD 抬頭顯示、離軸系統(tǒng)等等。本文將展示使用 SYNOPSYS 軟件進行離軸反射式光學系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的設計第一步是繪制設計簡圖。這是一個有三個反射鏡的例子，如下圖所示。光線從表面1的左側(cè)進入，依次經(jīng)過位于2,3,4處的反射鏡，然后進入5處的像面。 3F6=/  
[attachment=127499] seo.1.Da2  
初步構(gòu)建出光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)后，便可以上圖視角建立以表面1中心位置為原點o，x方向坐標均為0的yoz平面坐標系，得到大致的2、3、4、4處反射鏡以及像面的平面坐標：第2反射鏡：（0,0,140）第3反射鏡：（0,40,30）第4反射鏡：（0,40,120）第5反射鏡：（0,-30,60）根據(jù)格式編寫以下 FFBUILD 初始結(jié)構(gòu)搜索宏文件： %t\ ~3pw=  
[attachment=127493] ,,[pc  
該系統(tǒng)物方參數(shù)設定為無限遠物，視場角2w=4，入瞳半徑為12，可見光波段下工作，系統(tǒng)單位為mm，且最終像面的大小為14*14mm。運行該宏文件得到光學系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)： YE\s<$  
[attachment=127494] vL"[7'  
可以發(fā)現(xiàn)初始結(jié)構(gòu)上各反射鏡的位置與構(gòu)想的位置較為接近，但是系統(tǒng)并沒有聚焦，所以我們使用搜索初始結(jié)構(gòu)自動生成的優(yōu)化宏對該結(jié)構(gòu)進行一次初步的優(yōu)化： <:UP  
請評論留言獲取代碼 9n[ovX 7n!  
[attachment=127495] H '(Ky  
可以發(fā)現(xiàn)初始結(jié)構(gòu)形狀已經(jīng)發(fā)生了變化： :Pf2oQ  
[attachment=127497] n:wZL&ZV0  
現(xiàn)在，像處于正確的位置，以及光線很好的經(jīng)過所有的反射鏡并且沒有發(fā)生遮擋�？梢圆榭船F(xiàn)在的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)： /{d5$(Y"  
[attachment=127502] <i!7f26r  
基本參數(shù)： {y k0Zef_  
[attachment=127501] N/&t) 7  
畸變： ESAFsJ$r;  
[attachment=127500] 1WW`%  
色差（光學系統(tǒng)由純反射鏡組成所以色差為0）： B#U:6Ty  
[attachment=127496] -<tfbaA  
1視場標準點列圖： Ki:.^