本课将探索SYNOPSYS的一个独特功能，当您需要出色的色差校正时，它可以提供帮助，甚至比复消色差更好。

假设您正在设计一个在0.4到0.9微米范围内使用的镜头。 你能用复消色差吗？ 让我们来看看。 这是一个初始结构的RLE文件，除了最后一个表面外，所有表面都是平的，这将为我们提供一个6英寸孔径 F / 8望远镜物镜。 （复制这些行并将它们粘贴到MACro编辑器中。）

    RLE
    ID WIDE SPECTRAL RANGE EXAMPLE
    OBB 0 .25 3
    UNITS INCH
    1 GLM 1.6 50
    3 GLM 1.6 50
    5	GLM 1.6 50
    6	UMC -0.0625 YMT
    7
    1	TH .6
    2	TH .1
    3	TH .6
    4	TH .1
    5	TH .6
    END

我们还没有指定波长，所以我们得到了默认的CdF光线。 我们需要改变这一点。 打开Spectrum Wizard（MSW），然后更改指示的点。

单击“获取光谱”按钮后，单击“应用于镜头”按钮。 镜头现在有更广泛的光谱。 这是我们的起始镜头，在SketchPad显示屏中

结果很差，需要优化。 让我们优化它，改变玻璃模型。 制作一个MACro：

    LOG
    STO 9

    PANT
    VLIST RAD 1 2 3 4 5
    VLIST TH ALL AIR
    VLIST GLM ALL
    END

    AANT

    END

    SNAP
    SYNOPSYS 50

现在将鼠标放在AANT命令后的空行上，然后单击按钮。 默认选择Merit功能编号6，因此只需单击Back to MACro编辑器按钮即可。 这给了我们一个简单的评价函数：

    …
    AANT
    AEC
    ACC
    LUL 4 1 1 A TOTL
    GSR .5 10 5 M 0
    GNR .5 2 3 M .7
    GNR .5 1 3 M 1

    END
    …

在这里，要校正所有10种波长。是时候进行优化了。 运行MACro并模拟退火。 镜头变得更好，但仍然不太理想：

该透镜具有曲率求解，并且在每个波长下程序将重新计算它。 （我们当然不希望这种情况发生！）因此，我们制作了第二个MACro，如下所示：

    STORE 9
    STEPS = 50
    CHG
    NOP
    END
    PLOT DELF FOR WAVL = .365 TO 0.9 GET
    9

此文件删除所有的求解（和拾取，如果有的话），然后绘制离焦。 然后，它以相同的方式得到镜头。 这是色差校正后的曲线：

当然，这对于玻璃模型是有效的，通常我们会替换成真正的玻璃并重新优化。 但目前我们有一个消色差，校正了两个波长。 因为我们可以在图表上画一条水平线，它会在两个地方与曲线相交。 我们认为这种校正对我们来说不够好。 现在是时候学习制作“超消色差”了。

首先，我们将展示如何使用SYNOPSYS的glassmap功能自己找到合适的镜片组合。 然后我们将展示程序如何自动完成任务。

超消色差一词是马克斯•赫茨伯格在1963年在《应用光学》上发表的一篇论文中首创的。他的理论说，如果你制作一个玻璃库的图表，其中的坐标轴是P*和P**的值，然后选择三个在一条直线上的玻璃，就有可能同时校正四个波长。P*是指部分色散(NF - N*)/(NF - NC)，其中F和C为0.4861和0.6563的夫琅和费谱线，N*为1.014的IR谱线。N**是0.365 um的UV线，给你一个类似的P**的方程。

我们将简要概述手工操作的程序，以便您知道如何操作。

屏幕上的SYNOPSYS玻璃图可以向我们展示我们的需求。 键入MGT以打开“玻璃表选择”对话框并选择O（Ohara）目录。 显示玻璃图时，单击“图形”按钮，然后选择底部选项。

在此图表中，您可以看到每个元件的模型的当前位置（红色圆圈）。 他们有点紧凑，但这是一个很短的路线。 您需要做的是调整线条，使其连接三种玻璃类型，最好是尽可能长的线条。 您往往选择靠近的底部的火石玻璃，，并按单击其中一个。 这就把线的底部放在那个玻璃上。 然后在分布的顶部附近选择一个玻璃，然后单击键将其放在那里。 现在选择靠近该线中心的第三个玻璃，并尽可能靠近它。 写下这三个玻璃的名字。

我们有三种潜在的超消色差镜。它们是S-PHM52型、S-NPH5型和S-TIL27型。您还可以显示相对成本和其他属性，以帮助您选择三个可接受的玻璃。然后你把这三种玻璃镜插入镜头并进行优化。如果不能得到满意的镜头，你可以根据相同的操作选择不同的三个的组合。这个过程相当繁琐，但通常都很有效。

另一个步骤是让程序为您选择玻璃组合。在CW中输入

    FST
    PREF
    CAT O
    CAT S
    GO

FST的意思是找到超消色差三片镜。该输入将检查Ohara和Schott编目中所有玻璃类型的组合，并对最适合超消色差的10种进行评级。该程序发现以下内容:

    SYNOPSYS AI>FST

    FST>PREF

    FST>CAT O
    FST>CAT S

    FST>GO

    SUPERACHROMAT GLASS SEARCH RESULTS (LOWER SCORES ARE BETTER)

            SCORE       UPPER              MIDDLE             LOWER 	 	 	    OFFSET
    1	    0.02120605 O S-FPL53          O S-LAL13          O S-TIM28             0.00000424
    2	    0.01881642 O S-FPL55          O S-TIL27          O S-TIH23             0.00000071
    3	    0.01810522 O S-FPL53          O S-BAL42          O S-NBH53             0.00000154
    4	    0.02008505 O S-FPL53          O S-LAL8           O S-NPH1W             0.00000923
    5	    0.02147608 O S-FPL55          S N-SSK8           S SF1                 0.00000460
    6	    0.02082027 O S-FPL55          S N-KF9            S SF10                0.00000567
    7	    0.02008505 O S-FPL53          O S-LAL8           O S-NPH1              0.00000923
    8	    0.02026308 S N-FK58           S N-SSK8           S SF4                 0.00000296
    9	    0.02139100 O S-FPL53          S N-SK4            S SF56A               0.00000909
    10      0.01357538 O S-FPL53          O S-BAL11          O S-TIH14             0.00000098

这种方法优于手工操作，因为它可以将不同厂家的玻璃结合在一起。例如，组合5是由一个Ohara玻璃和两个来Schott的玻璃。让我们试试这个组合。我们编辑优化MACro，如下所示。(这里，我们使用了现成的评价函数8，它校正了横向色差和OPD畸变的组合，然后调整了权重。)

    LOG
    STO 9

    CHG
    1 GTB O 'S-FPL55'
    3 GTB S 'N-SSK8'
    5 GTB S 'SF1'
    END

    PANT
    VLIST RAD 1 2 3 4 5
    VLIST TH ALL
    !VLIST GLM ALL
    END

    AANT
    AEC
    ACC
    ADT 6 1 1
    ACM .5 1 .1
    LUL 4 1 1 A TOTL

    AEC
    ACC
    GSR .5 10 5 M 0
    GNR .5 5 3 M .7
    GNR .5 4 3 M 1
    GSO 0 0.003916 5 M 0
    GNO 0 0.003 3 M .7
    GNO 0 0.002 3 M 1

    END

    SNAP
    SYNOPSYS 50

在运行了这个程序和模拟退火之后，我们得到了一个透镜，在从第一个波长和中间波长，在全场上都被校正的很好，尽管第10个波长（0.4um）并没有像其他波长那样被矫正的那么好。

我们猜测三种玻璃的顺序。有六种可能的组合，通过尝试，我们发现5 1 3的顺序更好。我们以同样的方式进行，查看FST返回的每个组合。第六组更好:

现在我们在整个（非常宽）光谱区域上校正到大约四分之一波长。 我们的第二个MACro现在展示了什么？

当然，它是在三种波长上校正的，但我们的目标是四种波长。为什么曲线在右端不会再上升，就像一个真正的超消色差设计?这个程序在评价函数中平衡了一切，而不仅仅是轴向色差，少量的色球差使它稍微偏离。不过，这是一个很好的镜头!