SYNOPSYS光学设计软件|ASAP光学设计软件|SOLIDWORKS 三维建模设计软件|RP Fiber Power仿真设计软件|武汉墨光科技有限公司

解决方案

Zsearch优化案例之从零开始设计变焦镜头

ZSEARCH

ZSEARCH程序将搜索镜头空间，以找到一个有潜力的初始结构。指定光学系统规格和所需的变焦结构。然后执行以下步骤:

1. 它构造了一系列候选镜头，初始尺寸根据二进制搜索方案或随机分配，取决于用户输入。这些被定义为ZFILE变焦镜头，其中物体坐标根据用户输入在变焦之间变化，并且变焦运动最初都为零。镜头至少由三组组成，不超过10组，每组包含一定数量的镜片。其中一些组被声明为变焦组。物体的规格是通过创建变焦组 1和最终变焦组之间的物体来确定的，可以是线性的，也可以是通过一个逆二次公式确定的。

2. 该程序构造了一个PANT文件，它改变所有面的曲率的半径、除了最后一个之外的所有面的厚度，并且改变(如果系统不单波长，并且是可见光)每个镜片上的 GLM变量。它还可以改变所有变焦组的变焦位置。

3.它跟踪上边缘和下边缘射线，以检查射线故障，这是常见的。如果找到了，它将使用像差误差和前面定义的变量提交一个快速优化。这通常是能够收敛光线，然后追迹光线。如果没有，则在多次尝试之后跳过该案例。

4. 它使用监视器设置AEC、ACC、AZA和ACA构造一个AANT文件。这些控制边缘和中心的厚度，使镜头是合理的，并监测变焦镜片是否重叠和避免折光射接近临界角。然后在输入的视场点上添加一组默认光线。(默认值为HBAR = 0 ，0.75和1.0。) 如果系统不是单波长，它还纠正长波长和短波长的光线(从CORDER输入)。如果默认波长是(CDF)，这些颜色将是波长1和波长3。然后，它将添加到merit函数中。

5.它为请求的循环数运行优化程序。

6.当完成上述所有步骤后，它将与下一个候选镜头循环。

7.如果多核模式是有效的(参见CORE)，则程序将试验用例按顺序分配给所有授权的CORE。这可以大大加快进程，如果您的PC具有这种功能，则鼓励您实现此模式。由于ZSEARCH比DSEARCH涉及更多的光线跟踪，因此这一步尤为重要。 ZSEARCH创建的优化文件不能定义任何新的AI符号，但它将继承和尊重以前定义的任何符号。

变焦镜头光学规格

变焦镜头光学规格为：

F/3.5、半视场角14度、GIHT为5mm、焦距为20.05mm、半孔径为 2.85mm。

物距4米到无限远范围内聚焦。

8倍变焦镜头。

镜头结构

这个变焦镜头将由四片透镜组组成，第一组有两片透镜，另三组各有三片透镜。共十一个镜片。第一组将用于范围对焦，最后一组用于在变焦范围内提供恒定的 F/number。

优化

运行给的优化宏，结果2D图如下：

控制镜片厚度前后性能比较

上面的结果还可以，但是许多透镜太薄，所以添加以下控制：

AEC ACC AZA ACA ACM 3 1 1 ADT 7 .1 10

优化后，表面17中的近轴光阑也需要更改为真正的光阑，在WS中输入 APS -17

然后再次优化运行MACro 并退火（20,2,50）。

修改后的2D图

分析评价函数大的原因

通常人们想知道为什么MF不会降低。在命令窗口键入FINAL 5，以显示MF中的五个最大项目：

修改Zsearch代码

在最开始的Zsearch 宏里，在AANT 文件中，更改行 AAC 30 1 5 为 AAC 35 1 5

修改后的2D图

多重结构

这是一个有用的技巧：当你到达一个你可能想要回到以后的阶段时（如果有些想法没有达到你想要的效果），请点击顶部工具栏中的“ACON copy”按钮。如果当前镜头处于配置 1 中，默认情况下，这会将副本放置在备用配置 2 或 ACON 2 中。然后在该ACON中制作检查点并进一步开发设计 - 如果您愿意，可以立即使用“1”按钮返回ACON 1。我经常这样使用所有六种配置。