第31课：超消色差

第31课：超消色差

本课将探索SYNOPSYS的一个独特功能，当您需要出色的色差校正时，它可以提供帮助，甚至比复消色差更好。

假设您正在设计一个在0.4到0.9微米范围内使用的镜头。你能用复消色差吗？让我们来看看。这是一个初始结构的RLE文件，除了最后一个表面外，所有表面都是平的，这将为我们提供一个6英寸孔径F/8望远镜物镜。（复制这些行并将它们粘贴到MACro编辑器中。）

RLE

ID WIDE SPECTRAL RANGE EXAMPLE

OBB0.253

UNITS INCH

1GLM1.650

3GLM1.650

5GLM1.650

6UMC-0.0625YMT

7

1TH.6

2TH.1

3TH.6

4TH.1

5TH.6

END

我们还没有指定波长，所以我们得到了默认的CdF光线。我们需要改变这一点。打开Spectrum Wizard（MSW），然后更改指示的点。

单击“获取光谱”按钮后，单击“应用于镜头”按钮。镜头现在有更广泛的光谱。这是我们的起始镜头，在SketchPad显示屏中

结果很差，需要优化。让我们优化它，改变玻璃模型。制作一个MACro：

LOG

STO9

PANT

VLIST RAD12345

VLIST TH ALL AIR

VLIST GLM ALL

END

AANT

END

SNAP

SYNOPSYS50

现在将鼠标放在AANT命令后的空行上，然后单击按钮。默认选择Merit功能编号6，因此只需单击Back to MACro编辑器按钮即可。这给了我们一个简单的评价函数：

…

AANT

AEC

ACC

LUL411A TOTL

GSR.5105M0

GNR.523M.7

GNR.513M1

END

…

在这里，要校正所有10种波长。是时候进行优化了。运行MACro并模拟退火。镜头变得更好，但仍然不太理想：

该透镜具有曲率求解，并且在每个波长下程序将重新计算它。（我们当然不希望这种情况发生！）因此，我们制作了第二个MACro，如下所示：

STORE9

STEPS=50

CHG

NOP

END

PLOT DELF FOR WAVL=.365TO0.9GET

9

此文件删除所有的求解（和拾取，如果有的话），然后绘制离焦。然后，它以相同的方式得到镜头。这是色差校正后的曲线：

当然，这对于玻璃模型是有效的，通常我们会替换成真正的玻璃并重新优化。但目前我们有一个消色差，校正了两个波长。因为我们可以在图表上画一条水平线，它会在两个地方与曲线相交。我们认为这种校正对我们来说不够好。现在是时候学习制作“超消色差”了。

首先，我们将展示如何使用SYNOPSYS的glassmap功能自己找到合适的镜片组合。然后我们将展示程序如何自动完成任务。

超消色差一词是马克斯·赫茨伯格在1963年在《应用光学》上发表的一篇论文中首创的。他的理论说，如果你制作一个玻璃库的图表，其中的坐标轴是P*和P**的值，然后选择三个在一条直线上的玻璃，就有可能同时校正四个波长。P*是指部分色散(NF-N*)/(NF-NC)，其中F和C为0.4861和0.6563的夫琅和费谱线，N*为1.014的IR谱线。N**是0.365um的UV线，给你一个类似的P**的方程。

我们将简要概述手工操作的程序，以便您知道如何操作。

屏幕上的SYNOPSYS玻璃图可以向我们展示我们的需求。键入MGT以打开“玻璃表选择”对话框并选择O（Ohara）目录。显示玻璃图时，单击“图形”按钮，然后选择底部选项。

在此图表中，您可以看到每个元件的模型的当前位置（红色圆圈）。他们有点紧凑，但这是一个很短的路线。您需要做的是调整线条，使其连接三种玻璃类型，最好是尽可能长的线条。您往往选择靠近的底部的火石玻璃，，并按单击其中一个。这就把线的底部放在那个玻璃上。然后在分布的顶部附近选择一个玻璃，然后单击键将其放在那里。现在选择靠近该线中心的第三个玻璃，并尽可能靠近它。写下这三个玻璃的名字。

我们有三种潜在的超消色差镜。它们是S-PHM52型、S-NPH5型和S-TIL27型。您还可以显示相对成本和其他属性，以帮助您选择三个可接受的玻璃。然后你把这三种玻璃镜插入镜头并进行优化。如果不能得到满意的镜头，你可以根据相同的操作选择不同的三个的组合。这个过程相当繁琐，但通常都很有效。

另一个步骤是让程序为您选择玻璃组合。在CW中输入

FST

PREF

CAT O

CAT S

GO

FST的意思是找到超消色差三片镜。该输入将检查Ohara和Schott编目中所有玻璃类型的组合，并对最适合超消色差的10种进行评级。该程序发现以下内容:

SYNOPSYS AI>FST

FST>PREF

FST>CAT O

FST>CAT S

FST>GO

SUPERACHROMAT GLASS SEARCH RESULTS(LOWER SCORES ARE BETTER)

SCORE UPPER MIDDLE LOWER OFFSET 10.02120605O S-FPL53O S-LAL13O S-TIM280.00000424 20.01881642O S-FPL55O S-TIL27O S-TIH230.00000071 30.01810522O S-FPL53O S-BAL42O S-NBH530.00000154

40.02008505O S-FPL53O S-LAL8O S-NPH1W0.00000923