自动删减元件|SYNOPSYS 光学设计软件第90课

dannie

在光学设计中，人们有时会设计出一个很棒的镜头，但后来想知道是否可以用一个更简单的结构来获得同样的性能，这样就可以避免元件的数量过多。尽管多片的结构可以轻松达到成像的要求，但是往往会造成浪费，使成本大大提升。这个问题可以通过AED来回答，为光学系统删减元件在保证成像质量的同时降低成本，同时AED 还可以结合AEI使用，以找到更多其他的可能性的结构来完成我们最终的设计。今天我们练习在一个四片式系统中使用AED指令删减元件，以达到我们设想的结果。

如下是一个四片式镜头以及它的三阶像差分析，MTF 和 RMS 光斑半径。

四片式镜头的技术指标：

1.焦距f=100mm

2.D/f=1/4.5，F/#=4.5

3.波段：可见光

4.视场角2w=40°

镜头文件：

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输入非常简单，只需要在优化宏文件上准备这样一行代码:

AED LLIB[QUIET/0][JSSS[JSPS]] [PCV [C]]

该程序首先使用输入的优点函数优化当前镜头。然后，它依次查看从JSSS到JSPS的表面范围内的每个元素，并对每个元素执行以下操作：

1.添加半径和厚度的变量，如果它们还没有在PANT文件中。

2.增加像差，使两侧曲率差为0。

3.向该元素的厚度添加一个0的目标。

4.优化系统。

如果一切看起来都令人满意，则很容易删除该元素：程序将显示一个框，询问您是否希望删除该元素，如果单击Yes按钮，则该元素将消失。当该过程完成时，最佳案例将保存在库位置LLIB中，并显示在PAD中。PCV为曲率变化量像差的权重。输入C会在显示最佳情况和同意删除该元件后再进行一次优化循环。

我们将 AED 写在优化宏上方，点击运行：

详细代码

AED 1

PANT

VY 0 YP1

VLIST RD ALL

VLIST TH ALL

VLIST GLM ALL

END

AANT P

AEC

ACC         10 1 1

GSR     0.500000     5.000000      4  M     0.000000

GNR     0.500000     3.000000      4  M     0.750000

GNR     0.500000     1.000000      4  M     1.000000

END

SNAP  10/DAMP    1.00000   

SYNOPSYS   10

宏文件：

请联系工作人员获取

这里我们输入的指令含义为：在原来的镜头基础上删减一个元件，运行优化宏时，我们可以在 PAD 窗口查看实时更新的功能观察系统删除元件的过程，运行优化宏后，系统会根据计算在最佳位置删除元件，最后我们会得到一个新的镜头结构。

接着，先注释 AED指令，然后对新的镜头结构进行一个初步的优化，最终得到:

镜头文件：

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如上的结果图，三阶像差，MTF 和 RMS 光斑半径相较之前没有太大的变化，成像质量也在要求范围内，我们成功的用三片的镜头达到了要求，这会在制作时减少工序和降低成本。