課程十九：DOE在現(xiàn)代鏡頭設(shè)計中的應(yīng)用
在本課中，我們將重新設(shè)計一個5片鏡片的鏡頭，然后在某處添加衍射光學(xué)元件（DOE），查看是否可以改善其性能。通過 MDS 對話框中的定義選項將創(chuàng)建一個 MACro，它將運(yùn)行 DSEARCH 命令，并填充所有數(shù)據(jù)。
該設(shè)計將輸入 F / 3.5，半視場角為25度，孔徑為12毫米。我們選擇使用 SPECIAL AANT 代碼來控制后焦，這樣可以使后焦長度大于 22 毫米。我們還要求主光線角度不能過大。
當(dāng)我們單擊 OK 按鈕時，程序會加載我們的 MACRO。我們在頂部添加了 CORE 16指令，以加快我們的8核超線程 PC 的速度，并指定一個長延遲（因此它不會要求中止其他內(nèi)核，這可能需要更長時間）和一個數(shù)量為 6 的網(wǎng)格（因為非球面和 DOE 會導(dǎo)致高階孔徑像差）。
我們要設(shè)計 DOE 曲面，需要選擇五個視場進(jìn)行校正。
我們還為每種情況的曲率半徑指定了四個不同的起始值，依次進(jìn)行研究。請記住，即使對初始條件進(jìn)行少量更改也可能將 DSEARCH 發(fā)送到鏡頭設(shè)計樹的不同分支，這將使搜索的案例數(shù)量增加四倍。
我們運(yùn)行這個 MACro 并且看到從 DSEARCH 返回的最好鏡頭，點擊按鈕，模擬退火(50, 2, 50),并不能滿足我們的要求。
我們可以通過增加更多的鏡片數(shù)來獲得更好的結(jié)果--但是我們希望，通過將其中一個鏡頭，更改為 DOE 來改進(jìn)我們的鏡頭。該程序為我們創(chuàng)建了一個優(yōu)化 MACro，使得繼續(xù)優(yōu)化和模擬退火非常容易。讓我們來試試 DOE。在頂部添加另一條 MACro。（“ADA”表示自動 DOE 分配。）
運(yùn)行 DSEARCH_OPT.MAC 點擊按鈕，模擬退火 (50, 2, 50）
該程序發(fā)現(xiàn)表面 9 使用 DOE 效果最好。
我們嘗試增加第二個 DOE。將變量添加到 DOE 項的 PANT 文件中,
VY 9 G 16
VY 9 G 26
VY 9 G 27
VY 9 G 28
VY 9 G 29
再次運(yùn)行 DSEARCH_OPT,
在 Command Window 中輸入 ASY, 這次在表面 3 添加了 DOE
評價函數(shù)會有很大改進(jìn)。我們修改了PANT文件，因此它會改變兩個DOE上的系數(shù)，并包括一些高階項。系數(shù)G32是12次冪系數(shù)，而ADA的默認(rèn)值僅為8次冪。（我們注銷ADA 5 QUIET命令和VY 0 YP1，所以沒有得到第三個DOE！）
當(dāng)使用 DOE 進(jìn)行優(yōu)化時，DSEARCH 返回的鏡頭的評價函數(shù)從 0.96 下降到了 0.04。（L19L1）思考我們需要多少球面元件來獲得這種質(zhì)量，您可以自己嘗試練習(xí)
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
本課程展示了如何將鏡頭表面轉(zhuǎn)換為 DOE 可以顯著提高圖像質(zhì)量 - 或者讓您以更少的元件獲得所需的質(zhì)量。當(dāng)然，這完全取決于鏡頭供應(yīng)商是否可以制造 DOE。這些可能不太容易。
這是表面 3 處的 DMASK 配置文件：在命令窗口輸入 DMASK 3 PROFILE
這是表面 9 處的 DMASK 配置文件：在命令窗口輸入 DMASK 9 PROFILE
第二個可能對加工廠是一項挑戰(zhàn)。我們來看一下空間頻率。使用 MMA 打開 MAP 對話框，選擇選中 HSFREQ ，選中光瞳點，在表面 = 9，設(shè)置 y 視場點 = 0 選中 CREC，設(shè)置網(wǎng)格數(shù) = 9，選中 DIGITAL，點擊執(zhí)行。最高頻率在邊緣處超過7 c / mm。這看起來很不錯，但這當(dāng)然取決于制作它們加工廠的能力和技術(shù)。
我們希望隨著這項技術(shù)的改進(jìn)，這里提出的設(shè)計將變得越來越實用。正如您所見，SYNOPSYS™ 的 ADA 功能處于領(lǐng)先地位。
[ 此帖被小火龍果在2023-05-17 11:17重新編輯 ]
