在本課中，我們將應(yīng)用一些最新的工具，來判定透鏡的性能是否可以進(jìn)一步提高。
這是初始結(jié)構(gòu)，包含三個視場點(diǎn)的MTF曲線。 （輸入MMF，選擇多色選項，然后單擊執(zhí)行。）（下圖中開關(guān)85打開后，顯示紅色的紅外波長。）
RLE
ID EXAMPLE LENS 53
WAVL .7150000 .7100000 .7050000
CORDER 1 3 2
APS -11
TEMPERATURE 30.00000
WAP 3
GTZ
UNITS MM
OBB 0.000000 15.20000 6.24500 -13.54114 0.00000 0.00000
6.24500
0 AIR
1 CV 0.0000000000000 TH 4.50000000
1 N1 1.45505601 N2 1.45516542 N3 1.45527657
1 DNDT 1.090E-05 9.960E-06 9.700E-06 3.65000E-01
1 CTE 0.500000E-06
1 GTB U 'FUSILICA '
2 CV 0.0000000000000 TH 1.00000000 AIR
3 RAD 31.3000000000000 TH 9.80000000
3 N1 1.73585988 N2 1.73610163 N3 1.73634814
3 CTE 0.806000E-05
3 GTB S 'N-LAF2 '
4 RAD 111.9000000000000 TH 1.50000000 AIR
5 RAD 28.2100000000000 TH 4.00000000
5 N1 1.51269554 N2 1.51282313 N3 1.51295285
5 CTE 0.710000E-05
5 GTB S 'N-BK7 '
6 RAD 14.2600000000000 TH 8.50000000 AIR
7 RAD -46.1600000000000 TH 3.40000000
7 N1 1.51269554 N2 1.51282313 N3 1.51295285
7 CTE 0.710000E-05
7 GTB S 'N-BK7 '
8 RAD 19.3000000000000 TH 3.00000000 AIR
9 RAD 28.1400000000000 TH 4.80000000
9 N1 1.51269554 N2 1.51282313 N3 1.51295285
9 CTE 0.710000E-05
9 GTB S 'N-BK7 '
10 RAD -47.0000000000000 TH 1.00000000 AIR
11 CAO 4.90993000 0.00000000 0.00000000
11 CV 0.0000000000000 TH 13.20000000 AIR
12 RAD -24.2000000000000 TH 3.20000000
12 N1 1.83018573 N2 1.83066058 N3 1.83114590
12 CTE 0.846000E-05
12 GTB S 'N-SF57 '
13 RAD 150.0000000000000 TH 1.20000000 AIR
14 RAD 269.0000000000000 TH 10.00000000
14 N1 1.51269554 N2 1.51282313 N3 1.51295285
14 CTE 0.710000E-05
14 GTB S 'N-BK7 '
15 RAD -22.6200000000000 TH 1.00000000 AIR
16 RAD -1000.0000000000000 TH 6.70000000
16 N1 1.73585988 N2 1.73610163 N3 1.73634814
16 CTE 0.806000E-05
16 GTB S 'N-LAF2 '
17 RAD -48.1100000000000 TH 1.00000000 AIR
18 RAD 70.1900000000000 TH 6.20000000
18 N1 1.73585988 N2 1.73610163 N3 1.73634814
18 CTE 0.806000E-05
18 GTB S 'N-LAF2 '
19 RAD -725.0000000000000 TH 2.00000000 AIR
20 CV 0.0000000000000 TH 3.60000000
20 N1 1.51269554 N2 1.51282313 N3 1.51295285
20 CTE 0.710000E-05
20 GTB S 'N-BK7 '
21 CV 0.0000000000000 TH 36.90500000 AIR
22 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
END
該透鏡在近紅外光工作，工作數(shù) F / 3.5，且是遠(yuǎn)心的，具有低畸變，受衍射限制。 初步評價，這種設(shè)計并不差，只有不到1/4波長的像差。
視場上的最大畸變剛剛超過½微米，遠(yuǎn)心距離的最大偏差約為0.01弧度。 性能還不錯- 但如果我們能夠進(jìn)一步提高它的性能，這將為我們提供更多的公差余地。
這是我們的優(yōu)化MACro：
CHG
WAP 1 ! keep entering beam diameter constant over field
19 UMC -0.14286 ! maintain F/number
CFREE ! remove the clear aperture at the stop END
PANT
VY 0 YP1 ! let the program find the best stop location
VLIST RAD ALL ! all radii will change except 19 and the flat windows
VLIST TH ALL EXCEPT 1 LB2 ! and all thicknesses except 1 and 20
END
AANT
AEC ! monitor feathered edges
ACC ! and keep thicknesses less than 25.4 mm
M 89.6 1 A TOTL ! keep total lens length constant
M 0 50 A GIHT ! control distortion at full field S P YA 1
M 0 50 A GIHT ! and at half field DIV CONST 2
S P YA .5
M 0 20 A P HH .7 ! control telecentricity at 0.7 field
GSO 0 0.1 5 M 0 ! correct OPDs of ray grids at three fields GNO 0 0.05 4 M .7
GNO 0 0.05 4 M 1 END
SNAP ! get snapshot every iteration
SYNO 30 ! optimize for 30 cycles.
（創(chuàng)建這組光線網(wǎng)格像差的最簡單方法是使用MACro編輯器中的Ready Made Raysets按鈕。在這種情況下，我們選擇了第8組，它創(chuàng)建了橫向目標(biāo)和OPD目標(biāo)，然后選擇刪除橫向目標(biāo) 并且在全視場增加OPD目標(biāo)的權(quán)重.Bare-bones Rayset對話框也可以這樣做，然后有更多選項。）
我們進(jìn)行優(yōu)化，然后運(yùn)行模擬退火幾個周期。 透鏡有所改善。
現(xiàn)在讓我們使用一些強(qiáng)大的工具。 首先，我們運(yùn)行自動元件刪除功能。 這會找到可以移除的元件，而對評價函數(shù)的性能降低最小。 為此，我們只需添加該行命令
AED 3 Q 3 19 ! find which element to delete between surfaces 3 and 19.
將該命令加到PANT命令之前，然后重新優(yōu)化。 該程序顯示可以移除表面14處的鏡片。 我們允許它刪除該元件，然后對其進(jìn)行優(yōu)化和模擬退火（在注釋掉AED行之后，我們不會刪除另一個元件或刪除頂部的CHG文件）。
正如預(yù)期的那樣，透鏡性能有所下降，但仍然不錯。 現(xiàn)在我們將使用元件自動插入功能，以查看透鏡是否會恢復(fù)到以前的鏡片數(shù)，結(jié)果是否比起始透鏡更好？
為此，我們將AED線更改為
AEI 3 3 17 0 ! insert one element between surfaces 3 and 17.
并再次運(yùn)行MACro。 （如果您有多核電腦，則在MACro的頂部還應(yīng)添加以下命令，其中nb是核心數(shù)。 這將以更快的速度運(yùn)行AEI。）
CORE nb
在MACro的頂部，其中nb是核心數(shù)。 這將以更快的速度運(yùn)行AEI。）
程序在表面12之前插入了一個元件。我們添加一個新變量
VY 12 GLM
到PANT文件，所以新元件上的玻璃模型可以變化，注釋掉AEI命令行，重新優(yōu)化并模擬退火。
該程序已將透鏡內(nèi)的孔徑位置移動到9.如果透鏡有固定孔徑，我們可以在該元件上切一個凹槽，并獲得極好的性能 - 但如果沒有，我們會為表面11分配一個真正的孔徑，移除 YP1的變量，并再次重新優(yōu)化。我們得到如下透鏡：
RLE
ID EXAMPLE LENS 141
WAVL .7150000 .7100000 .7050000
CORDER 1 3 2
APS -11
TEMPERATURE 30.00000
WAP 1
GTZ
UNITS MM
OBB 0.000000 15.20000 6.24500 -11.63722 0.00000 0.00000
6.24500
0 AIR
1 CV 0.0000000000000 TH 4.50000000
1 N1 1.45505601 N2 1.45516542 N3 1.45527657
1 DNDT 1.090E-05 9.960E-06 9.700E-06 3.65000E-01
1 CTE 0.500000E-06
1 GTB U 'FUSILICA '
2 CV 0.0000000000000 TH 1.00000000 AIR
3 RAD 31.7420365099046 TH 4.89311077
3 N1 1.73585988 N2 1.73610163 N3 1.73634814
3 CTE 0.806000E-05
3 GTB S 'N-LAF2 '
4 RAD 205.8474850968830 TH 6.35592001 AIR
5 RAD 31.8551157618315 TH 1.39568729
5 N1 1.51269554 N2 1.51282313 N3 1.51295285
5 CTE 0.710000E-05
5 GTB S 'N-BK7 '
6 RAD 12.9057883346246 TH 7.19477052 AIR
7 RAD -23.8475364230033 TH 1.00000000
7 N1 1.51269554 N2 1.51282313 N3 1.51295285
7 CTE 0.710000E-05
7 GTB S 'N-BK7 '
8 RAD 18.0286949741191 TH 1.24241640 AIR
9 RAD 21.7606620988429 TH 11.21030691
9 N1 1.51269554 N2 1.51282313 N3 1.51295285
9 CTE 0.710000E-05
9 GTB S 'N-BK7 '
10 RAD -27.0144706600627 TH 1.00000000 AIR
11 CV 0.0000000000000 TH 15.36917292 AIR
12 RAD -221.0555600124851 TH 3.83402160
12 GLM 1.73264979 52.69907560
13 RAD -18.9307423606996 TH 1.00000000 AIR
14 RAD -18.3189387535143 TH 1.00000790
14 N1 1.83018573 N2 1.83066058 N3 1.83114590
14 CTE 0.846000E-05
14 GTB S 'N-SF57 '
15 RAD 77.6676600402005 TH 8.59463594 AIR
16 RAD -98.5742040515266 TH 3.91807638
16 N1 1.73585988 N2 1.73610163 N3 1.73634814
16 CTE 0.806000E-05
16 GTB S 'N-LAF2 '
17 RAD -31.6148606190401 TH 5.55657931 AIR
18 RAD 90.9510179315515 TH 5.93527419
18 N1 1.73585988 N2 1.73610163 N3 1.73634814
18 CTE 0.806000E-05
18 GTB S 'N-LAF2 '
19 RAD -60.9109375555036 TH 1.00003786 AIR
19 CV -0.01641741
19 UMC -0.14286000
20 CV 0.0000000000000 TH 3.60000000
20 N1 1.51269554 N2 1.51282313 N3 1.51295285
20 CTE 0.710000E-05
20 GTB S 'N-BK7 '
21 RAD -1.1487695061324E+17 TH 43.52197472 AIR
21 CV -8.70496644E-18
21 UMC -0.14286000
22 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR
END
該程序在表面14處移除了原始透鏡元件，并在12處更換了新鏡片。最大畸變現(xiàn)在約為1/4微米（是原來的一半）。 然后，我們在表面12處用玻璃模型替換了表面3上使用的玻璃，并重新優(yōu)化，幾乎沒有性能損失。 （當(dāng)您自己學(xué)習(xí)這些課程時，由于退火階段的隨機(jī)性，您可能會得到略微不同的結(jié)果。）
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