SYNOPSYS 光学设计软件课程六: 三阶相差的重要性
课程六：三阶相差的重要性
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。他们只说对了一部分 - 但这些要求总是指三阶像差，但如果要求三阶像差都为零。这是不明智的。
复 制以下透镜文件并将其粘贴到 EE 编辑器中并运行它。这是一个五片式透镜。
RLEID FIVE-ELEMENT LENS 124WAVL .6562700 .5875600 .4861300APS 5UNITS MMOBB 0.000000 10.00000 25.40000 -8.63996 0.00000 0.0000025.40000MARGIN 1.270000BEVEL 0.2540010 AIR1 RAD 73.9295960000000 TH 12.000000001 N1 1.79798347 N2 1.80318130 N3 1.815301191 GTB S 'LASFN30 '1 EFILE EX1 34.000000 34.000000 34.000000 0.0000001 EFILE EX2 34.000000 34.000000 0.0000002 RAD -263.9335099999995 TH 5.22356650 AIR2 EFILE EX1 34.000000 34.000000 34.0000003 RAD -81.3505230000000 TH 6.000000003 N1 1.83648474 N2 1.84664080 N3 1.872011613 CTE 0.830000E-053 GTB S 'SF57 '3 EFILE EX1 31.841015 33.619003 34.000000 0.0000003 EFILE EX2 33.365005 33.365005 0.0000004 RAD 553.8617899999995 TH 19.92504900 AIR4 EFILE EX1 33.365005 33.365005 34.0000005 CV 0.0000000000000 TH 13.18557900 AIR6 RAD 169.2089400000000 TH 9.000000006 N1 1.67418625 N2 1.67790015 N3 1.686467336 GTB S 'LAKN12 '6 EFILE EX1 25.241916 25.241916 25.495917 0.0000006 EFILE EX2 25.241916 25.241916 0.0000007 RAD -83.9867310000000 TH 0.10051658 AIR7 EFILE EX1 25.241916 25.241916 25.4959178 RAD 39.2493850000000 TH 34.994849008 N1 1.67418625 N2 1.67790015 N3 1.686467338 GTB S 'LAKN12 '8 EFILE EX1 22.063038 22.063038 22.063038 0.0000008 EFILE EX2 22.063038 22.063038 0.0000009 RAD -24.3037950000000 TH 3.000000009 N1 1.79607463 N2 1.80516268 N3 1.827727329 CTE 0.810000E-059 GTB S 'SF6 '9 EFILE EX1 12.935701 12.935701 13.697701 0.0000009 EFILE EX2 11.336482 13.443700 0.00000010 RAD 38.6888290000000 TH 7.79631890 AIR10 EFILE EX1 11.336482 13.443700 13.69770111 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIREND
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）
PANTVLIST RAD ALLVLIST TH ALLVLIST GLM 1 3 6 8 9ENDAANTM 1 1 A FNUMM 7.8 1 A BACKM 0 1 A DELFM 0 1 A SA3M 0 1 A CO3M 0 1 A TI3M 0 1 A SI3M 0 1 A PETZM 0 1 A DI3M 0 1 A PACM 0 1 A SACM 0 1 A PLCM 0 1 A SLCENDSNAPSYNO 30
该 MACro 将改变所有设计变量并控制 F/number ，离焦和后焦距，并同时以三阶像差校正为零作为目标。输入 VLIST RAD ALL 将改变所有半径，VLIST TH ALL 将改变所有厚度和空气间隔，本例中我们不建议使用 VLIST GLM ALL 命令，因为该命令将会改变透镜的材料，在这个例子中，我们必须单独声明表面。
我们运行这个 MACro，得到了一个糟糕的结果！
我们用命令查看三阶像差
一般人们在设计透镜时，通常只关心两件事：图像是否清晰，是否在正确的位置。
然而，这些三阶像差在降低公差敏感度上有很重要的作用。这是因为，当透镜制造偏差越大，三阶像差变化最快。因此，我们定义了一组可以放入 AANT 文件的八个定义像差的命令：
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。
RLEID 8-ELEMENT TELEPHOTO 236FNAME 'L6L2.RLE 'MERIT 0.145212E-01LOG 236WAVL .6562700 .5875600 .4861300APS 4GLOBALUNITS MMOBB 0.000000 5.00000 25.40000 -0.88448 0.00000 0.0000025.400000 AIR1 RAD 107.5431718565176 TH 11.000000001 N1 1.61726800 N2 1.62040602 N3 1.627551821 CTE 0.630000E-051 GTB S 'SK16 '2 RAD -349.2713337442812 TH 3.000000002 N1 1.69220502 N2 1.69894060 N3 1.715446452 CTE 0.790000E-052 GTB S 'SF15 '3 RAD -2.9912862137173E+05 TH 1.00000001 AIRTH 1.00000001 AIRTH 5.000000005 N1 1.51981155 N2 1.52248493 N3 1.528594425 CTE 0.820000E-055 GTB S 'K5 '6 RAD -90.4865897926554 TH 1.35282284 AIR7 RAD -87.2286998720792 TH 3.000000007 N1 1.61502503 N2 1.62003267 N3 1.632072047 CTE 0.820000E-057 GTB S 'F2 '8 RAD 491.7930148457936 TH 73.15839431 AIR9 RAD 218.6390525466715 TH 6.000000009 N1 1.61502503 N2 1.62003267 N3 1.632072049 CTE 0.820000E-059 GTB S 'F2 '10 RAD -99.1627747164714 TH 3.0000000010 N1 1.51981155 N2 1.52248493 N3 1.5285944210 CTE 0.820000E-0510 GTB S 'K5 '11 RAD -182.3746109793576 TH 45.48880137 AIR12 RAD -67.5075897018110 TH 3.0000000012 N1 1.61726800 N2 1.62040602 N3 1.6275518212 CTE 0.630000E-0512 GTB S 'SK16 '13 RAD -40.7083005956173 TH 7.0000000013 N1 1.61502503 N2 1.62003267 N3 1.6320720413 CTE 0.820000E-0513 GTB S 'F2 '14 RAD -832.2479524920537 TH 86.31660394 AIR14 CV -0.0012015614 UMC -0.1026000014 TH 86.3166039414 YMT 0.0000000015 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIREND
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
M .001 100 A ECD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，因为通常不能设计没有任何像差的透镜元件，并且没有光焦度。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。
你不能给他们各自分配一个独立的值，并期望程序可以自己找到这样的组合。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，即可得到透镜。
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