光学红外系统-武汉墨光科技(在线咨询)-北京光学

在开发一款现代手机镜头或针孔间1谍相机时，设计师们越来越多地使用非球面。它们通常是很小的塑胶元件，尽管制作模具很昂贵，但镜头可以大量生产，成本很低。甚至可以用法兰机直接模压到元件上，使组装更简单，光学公差分析，这种方法可以使某些元件尺寸保持在非常小的公差范围内。

为帮助设计此类系统，DSEARCH?可以对具有非球面的系统进行全局搜索。 建议用户阅读SYNOPSYS?用户手册中关于这一强大功能的介绍。 我们在此给出一个如何将DSEARCH用于典型系统的示例。

在这个例子中，反射镜将被分配Zernike多项式，它接受多达36个系数，这些系数是表面上较坐标的函数。 由于FFBUILD仅支持具有双边对称性的设计，因此不会使用X中的非对称项。

以上输入包含：圆形半视场角为2度，半孔径为25毫米。我们运行上面的输入文件，它将产生两个结果：一个镜像系统（目前有平面）和一个优化MACro，它包含了完善这个设计所需的大部分输入。

波前在子午方向和弧矢方向上非常好，但在边缘视场不太好。我们再添加两个GNR命令。

这是AANT文件的相关部分：

   GNR 0 1 4 P 0

   GNR 0 1 4 P 1

   GNR 0 1 4 P -1

   GNR 0 1 4 P .7

   GNR 0 1 4 P -.7

   GNR 0 1 4 P .3

   GNR 0 1 4 P -.3

   GNR 0 1 4 P 0 1 0 F

   GNR 0 1 4 P .7 .7 0 F

   GNR 0 1 4 P -.7 .7 0 F

最后两行控制有问题的倾斜1视场点。 我们运行它并模拟退火，现在MAP显示波像差分布更均匀。 （注意比例变化。）现在我们需要直接控制OPD。 我们复1制所有GNR行并在它们下面粘贴一份副本。 然后我们将新命令行中的GNR更改为GNO。 这将纠正OPD而不是横向色差。 我们还将这些命令行的权重更改为0.1而不是1.0。 （一个波长的OPD远优于1毫米的弥散斑。）波前差稍微好了一点，但边缘视场角仍然需要注意。 我们将GNO的权重增加到0.2。 以这种方式进行，我们调整那些显示大方差的视场点的权重，并保持优化和模拟退火。 我们让这些目标和权重取得了很好的平衡：

   GNR 0 1 4 P 0

   GNR 0 1 4 P 1

   GNR 0 1 4 P -1

   GNR 0 1 4 P .7

   GNR 0 1 4 P -.7

   GNR 0 1 4 P .3

   GNR 0 1 4 P -.3

   GNR 0 1 4 P 0 1 0 F

   GNR 0 1 4 P .7 .7 0 F

   GNR 0 1 4 P -.7 .7 0 F

   GNO 0 .2 5 P 0

   GNO 0 .2 5 P 1

   GNO 0 .2 5 P -1

   GNO 0 .1 5 P .7

   GNO 0 .1 5 P -.7

   GNO 0 .1 5 P .3

   GNO 0 .1 5 P -.3

   GNO 0 .2 5 P 0 1 0 F GNO 0 .2 5 P .7 .7 0 F

   GNO 0 .2 5 P -.7 .7 0 F

我们还将GNO设置的网格数更改为5而不是4。

我们来看看结果。 较差的视场点是GBAR 0.33。 这是由MDI对话框创建的图像。所有其他的点都更好。这是个不错的设计。让我们假设这个应用程序，我们将使用一个CCD阵列传感器，光学红外系统，像素为10微米，这看起来很好。

你可以从RSOLID得到更好的视图，它只显示去中心CAO内部的部分表面。但首先，照明光学，我们进入Edge向导(MEW)，选择Create All，并根据需要调整镜像的厚度。现在反射镜被赋予了真实的边缘和厚度。然后我们创建一个RSOLID图片：我们的自由曲面反射系统设计完成。

现在我们可以看看产生的形状。 请输入以下命令

   FFA 2 0 RSAG SURF

生成下面的图片，显示实际形状和基本对称形状之间的差异：要查看轮廓，我们使用FFA 2 0 RSAG CONTOUR实际表面的形状由FFA 2 0 SAG CONTOUR给出：以这种方式进行，北京光学，我们可以看看所有反射镜的形状。

畸变怎么样？ GDR请求也很好地处理了。 这是命令GDIS 31的图片。一点也不差。还有一个问题是：如何测试这些反射镜？ 较简单的方法是在干涉仪中针对已知半径的参考波前进行测试时观察条纹。 FFA也可以证明这一点。 以下是命令FFA 2 0 RFRINGES的输出：如果你看到这种条纹斑图，反射镜是**的。

这就是人们如何使用工具设计自由形式的镜像系统。 计算机为您完成大部分工作。

现在由您和加工场进行足够的沟通，以便他们了解结果并正确地制作零件。 以下是一些指示：

1.在本例中，surface 4是按照我们的要求由Zernike项定义的。变量g39改变了扩张的中心点——因此它不在**点。而后者也不在通光孔径的中心。有三个中心点需要考虑。

2.在将这些数据呈现给加工场时，请确保它们理解相关参数的坐标系统和位置

查看FFA的其他功能。 您可以在曲面上创建一个sags表，这对于运行精密铣削设备的技术人员来说非常重要。