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SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面

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光学设计中最强最快优化算法

在本课中，将展示如何将非球面项添加到球面，从而改善图像。然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。

这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头：

（如果您想自己运行此案例，则初始镜头名字为6.RLE。）

让我们做一个简单的优化运行。首先，我们只使用球面。这是MACro：

镜头质量得到改善，但5阶球差和三阶球差没有平衡：

转换成非球面。将下面的行添加到PANT文件并重新优化。

VY 1 G 3
VY 1 G 6
VY 1 G 10

现在镜头要好得多，正如所期望的那样 - 但是非球面表面看起来是什么样的？ ASY列表给出了系数：

我们使用了22个G非球面系数项中的三个。查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。输入命令:

ADEF 1 PLOT.

该图表显示与CFS有很大不同。这可能难以准确控制。让我们看看我们是否可以通过更容易制作的非球面获得类似的性能。在AANT文件中添加了这些行

M 0 100 CLINK
ADEF 1
CD1 FILE 6
= CD1

这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。（要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。

SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。

加权因子100来自哪里？非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。（要查看这些值，可以使用方便的FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））：

因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。当我们看到事情如何发展时，当然可以稍后再调整它。

我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？简单。当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。运行该命令后，询问AI问题

BUFFER?

看看放在哪里。

位置编号6具有所需的RMS差异 - 我们想要控制的数量。所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。现在非球面看起来像什么？

现在RMS差异仅为0.00018。在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。

现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。这可能会产生比上面更容易制作的镜头。

通过简单地拾取FILE 5而不是6，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。让我们试试这个想法。将额外的AANT条目更改为:

M 0 50 CLINK
ADEF 1
CD1 FILE 5
= CD1

并重新优化。现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。

制造这种非球面有多难？让我们来看看：

ADEF 1 FRINGES

这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。

使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时注意它们易于制造。