SYNOPSYS 光学设计软件课程六: 三阶像差的重要性
光学设计中最强最快优化算法
很多镜头设计初学者和许多镜头设计师都认为，像差必须得到很好的控制。 他们知识说对了一部分 - 但这些要求总是指三阶像差，那些要求者为这三个像差都应为零。 这是不明智的。 本课的重点是三阶像差实际上并不是很重要 - 尽管它们仍有一些用途。
它们不重要的原因是因为大多数透镜也具有高阶像差，并且高阶像差也需要适当平衡。 我有有时会感觉到有些人对“球差”施加了非常严格的限制，而其他人则是因为他们多年前在教科书中学到了这些词，并想展示他们的知识。 也许说这是不友好的 - 但你还没有看到我的要求。
让我来说明一下。 **以下透镜文件并将其粘贴到EE编辑器中并运行它。 这是一个五元件透镜，具有相当好的校正。
让我们制作一个可以有效控制三阶像差的优化MACro。
在EE编辑器中，输入（L6M1.MAC）
该MACro将改变所有设计变量并控制F /数，离焦和后焦距，同时将三阶像差校正为零目标。 输入VLIST RAD ALL将改变所有半径，VLIST TH ALL将改变所有厚度和空域，但在这种情况下我们不能使用VLIST GLM ALL格式，因为该形式只会改变那些已经有玻璃模型的材料，在这个例子中，在这种情况下，我们必须单独声明表面。
我们运行这个MACro ......这个透镜太糟糕了！
发生了什么？ 优化失败了吗？ 我们用命令要求三阶像差
确实。 这些像差非常小。 起始透镜怎么样？
哇！ 这些像差要大得多 - 但起始透镜要好得多！ 学过的知识。 在像差平衡方面，不要试图超越程序。 我不在乎你在大学里学到了什么。
让我再说一遍：当你设计透镜时，你通常只关心两件事：图像是否清晰，是否在正确的位置。 如果人们开始谈论像差，那就要礼貌和微笑。
然而，我们之前提到过，这些偏差仍然有用。 其中最重要的是公差脱敏。 这是因为，当透镜制造不当时，三阶像差变化最快。 因此，我们定义了一组可以放入AANT文件的八个数量：
SAT COT ACD ACT ECD ECT ESA ECO
SAT 表面对球差的贡献的平方和SA3。
COT 表面对慧差贡献的平方和CO3。
ACD 每个表面偏心时CO3变化量的平方和。
ACT 每个表面倾斜时CO3变化量的平方和。
ECD 每种元件偏心时CO3变化量的平方和。
ECT 每个元件倾斜时CO3变化量的平方和。
ESA 元件对球差的贡献的平方和SA3。
ECO 元件对慧差贡献的平方和CO3。
以下是如何使用这些像差来放宽透镜公差限制的示例。 我们优化了下面所示的透镜，并以目标波前权重0.05运行 BTOL。
一些公差恢复得非常快速，如下表所示，其中标称数据是针对此透镜的。
将透镜位置保持在这些紧密值上将会很昂贵。（看看表面7上的中心公差。）所以我们按如下方式进行：
1.运行命令THIRD SENS，查看这些参数的当前值。
2.由于我们主要关注中心误差，我们可能会尝试降低ECD的值，即当元件偏心变化时，CO3的变化。 让我们添加到AANT文件（在L6M2.MAC中）的行
由于ECD已经是一个很小的数字（与列表中的其他数字相比），我们给它一个很高的权重，因此它对评价函数产生了影响。 请记住，我们不能简单地将所有这些值都定为零，因为通常不能设计透镜元件而没有任何像差，并且仍然没有任何光学功率。 而且，这些量以不明显的方式耦合。 例如，如果减少SAT的值，您可能会发现COT也变小了。
你不能给他们各自一个独立的值，并期望该计划可以找到这样的组合。 因此，明智的做法是一次一个地进行，直到找到最适合您透镜的参数。 在这个例子中，控制ECD的值，透镜就像这样回来了。
请注意所有值都已更改，即使我们只针对其中一个（ECD）。 该透镜的公差列于上表中的情况A. 显然，现在的公差要宽松得多，尽管这对制造商来说仍然是一个挑战。 让我们再试一试。 这次我们将ACT的值定为7.0，即标称值的1/10。
透镜现在看起来像这样：
公差列在上面的案例B中。 对于一些公差来说，这可能是更好的预算。 （我们忽略了本课程的可制造性问题：某些元件太薄，应该使用ACM监视器进行控制。）
您选择控制的数量取决于您想要影响的公差。 例如，空气间隔的公差可以响应对ESA数量的控制。 另一方面，透镜厚度公差可能对SAT更好地响应。 您必须了解您的透镜，并尝试使用这些工具，以找到最佳目标和最佳BTOL预算。
有时这些量的作用是增加评价函数。 通常这不是一个好主意，因为如果图像变得更糟，公差通常会变得更紧。 但是，本课中工具的放松效果有时会超过这种效果，无论如何都会使公差更加宽松。 当然，这只能在一定程度之类，如果评价函数太大，你的评价函数应该要求一个要求较低的值。
我们无法保证任何这些像差目标在任何特定情况下都能起作用，但经验表明它们肯定值得一试。 您的公差可以放宽2到10倍。
我们无法保证任何这些像差目标在任何特定情况下都能起作用，但经验表明它们肯定值得一试。 您的公差可以放宽2到10倍。
并尝试目标和权重直到获得最佳效果。
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