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牛顿望远镜

最经典的是牛顿式望远镜，除了光滑的反射镜之外，系统结构也较为简单。 结构输入文件如下：

下面的PAD图，将显示整个光学系统结构：

通过OBB命令，可以将视场设置为0.5度：

OBB 0.000000 0.50000 5.00000 0.00000 0.00000 0.00000 5.00000

OBB的用法如下：

要在TrayPrompt中显示此信息，只需在编辑器中选择命令“OBB”。 然后程序会为您查找相关格式。 在这个输入中，

• ump0 是入射的边缘光线角度，对于无穷远处的物体为零。 （OBB格式主要用于那种情况。）

• upp0 是入射的主光线角度，这里是0.5度。

• ymp1 是入射的边缘光线高度，这里是5英寸，使入射光束直径为10英寸。

yp1是表面1上的主光线高度，为零是因为它是光阑，其余参数是在X-Z平面，因为系提是轴对称的，我们可以忽略它。 如果您想了解更多，只需打开Object Wizard1 (MOW)，即可查看所有内容并能得到解释。

宏编辑器中的代码易于阅读。 声明了平面1和2是反射面，主镜上的圆锥常数是-1.0，使其成为抛物面。 EFILE数据用于定义透镜的几何边缘形状，而且定义反射镜的厚度。 当然，这对光线追迹没有任何影响，但是在制作反射镜的加工图纸时，合适的边缘才会适于加工。 我们将在第23课中更详细地讨论该主题。

上面的文件是令LEO（LEns Out）或LE（Lens Edit）的数据，并且包含完整的系统描述。

当然，图像在轴上是完美的，但是慧差很大，这是这个简单系统的一个很大的缺陷。

慧差有多严重？ 在PAD中，选择视图2，（在PAD工具栏中单击该编号，然后单击PAD Bottom按钮在打开的对话框中，选择OPD Fan Plots选项，然后单击OK。

在外视场大概有两个波长的慧差。

转到对话框MRR（Menu, Real Rays）或导航菜单树，然后在那里进行选择。但是输入命令更快。

我们可以使用图像工具（MIT）对话框。 输入MIT，然后进行如下所示的选择。

这是消除三阶慧差的一个例子。

尝试使用“效果”部分中的“几何”和“衍射”选项。 相干分析结果更平滑一些。 它使用2-D FFT算法，而衍射方法评估衍射积分，减小到约为Airy斑半径的6倍。 相干选择通常最适合点源，并且在这里肯定更好。

图像质量如何随着圆锥常数的变化而变化？ SYNOPSYS可以回答这个问题。 在PAD中，单击“检查点”按钮，然后转到WorkSheet。 单击表面1（或在框中输入该数字，然后单击“更新”）。 现在，使用鼠标，选择给出圆锥常数的整数：

然后单击SEL按钮。顶部滑块现在控制该数值的变化。向左或向右拖动滑块并观察PAD显示。 这些滑块为您提供了透镜连续变化的效果。

我们现在将评估轴上的图像质量。在WS仍处于打开状态时，在编辑窗格中输入1 CAI 1.4

然后单击“更新”按钮。（CAI表示Clear Aperture，Inside。）现在，一个孔径出现在主镜像中。 再次单击“检查点”按钮。（每当我们做出可能要返回的更改时，我们都会单击它。）在CW中输入CAP，您会看到列出的CAI数据：

该系统有主要的默认孔径，尽管现在在表面1上存在用户输入的内孔径（CAI）以及表面2上的外椭圆孔径（EAO）。（菜单MLL（Menu, Lens Listings）也允许您运行CAP命令。）让我们在主镜像上创建一个足迹。 使用菜单树导航到MFP（或在CW中输入MFP）。 然后进行下面的选择并单击“执行”。

现在你看到没有光线的内部孔径。这是一个巧妙的技巧：假设你不知道光线在哪里产生渐晕（有时会在复杂的透镜里发生）。 以下是如何找到它们的方法：首先点击键。现在，单击“开关”按钮然后单击单选按钮以打开开关21。SYNOPSYS™具有近100个控制开关的模式，此功能可使多个功能显示光阑的表面编号。 单击“应用”，然后再次运行“足迹”命令。 它将创造一个如下的视图

数字“1”表示每个渐晕光线的位置。

进行图像分析操作。 使用菜单树或命令MOP转到MOP对话框（Mtf OPtions）。 选择MTF的Multicolor选项，然后单击MTF按钮。

这个遮挡确实使中频处的MTF下降。

讨论表面上的椭圆孔径2。在WS中，选择表面2，然后单击按钮以打开“编辑孔径”对话框。 选择用户输入的椭圆孔径选项; 单击该按钮可显示另一个对话框，您可以根据需要更改数字。 对角镜通常采用椭圆形边缘，您可以在此处输入数据。 （或者，只要您识别出WS编辑窗格中的数字，就可以编辑它们。）

施密特 - 卡塞格林望远镜

这是一个镜头文件，输入如下：

注意如何在PAD中的光扇图上识别渐晕光线。 在这里也将遵循Switch 21（如果您更愿意看到默认显示，可以将其关闭）。

在CW中输入SPEC,在SPEC列表中，您会看到表面2和4是非球面的，在半径列后面用“O”表示

透镜规格：

表面2被定义为Zernike多项式非球面。 让我们看看那个表面是什么样的。 在命令窗口输入 ADEF 2 PLOT

上图中的黑色曲线显示了表面和最贴近的球体的偏离，在这种情况下，球体非常接近平坦。

PAD中的光扇图显示系统没有彗差和球差，尽管有一点点的色球差。 场曲比较明显，由S光扇图和T光扇图表示。

让我们从菜单树开始，然后转到MDI（Menu, Diffraction Image）。 选择MPF（或只在CW中输入MPF）。 选择视觉外观并单击确定：

左下角的图像是轴上图像，而右上角是视场的边缘图像。让我们以不同的格式来检查它。 返回MPF，选择表面选项，并将高度从默认值1更改为0。

实际上，视场的边缘图像非常模糊。

您可以通过更改WS中的值来编辑Zernike项，但是还有一个对话框，按多项式列出它们，您可以通过单击按钮从WS到达该对话框，您可以根据需要更改内容：

继电器望远镜

这个例子是几年前作者在地下室建造的中继望远镜。1977年在Sky＆Telescope中描述了早期版本，但是这个版本有一个额外的中继透镜并且校正地更好。它的文件名为4.RLE，

您还可以打开MWL（Menu, Window, Lens）以查看当前用户目录中的所有透镜文件，并为您单击的任何文件提供预览窗格。

这里显示的版本有一个16英寸直径的平面镜，所有表面都是球形的，与非球面设计相比，它易于加工。

该设计的有趣之处在于使用Mangin反射镜，该反射镜从表面2到表面4，再到表面3都是反射面，表面4与表面2重合。利用该元件，可以很好地校正球差和二次色差。 打开文件时，在CW中输入LEO以检查输入文件。

透镜形状分析，主镜的形状在背面被磨成锥形，用EFILE输入数据，用于描述元件的边缘。 在PAD中，单击按钮，打开“边缘向导”（或输入MEW，菜单，边缘向导），如果未在WS中选择，则选择表面1。

您可以在此对话框中定义透镜和反射镜上最多五个点，如图所示。对于反射面，两个编辑框设置了反射镜的厚度（这里是3英寸）和背面的锥角（这里是28度）。在这种情况下，点E标记锥体的起点，距轴线4英寸。 单击Next el 按钮，程序跳转到下一个透镜的第一个侧面。继续查看A到E如何定义透镜边缘的形状。 然后单击按钮可以阅读有关边缘定义或EFILE的数据并执行所有操作。

在本课中，我们仅介绍了SYNOPSYS™中的部分功能。