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SYNOPSYS™光学设计软件设计、优化和加工可靠的光学系统光学设计领域最快的优化算法专业的光学设计软件曾应用于阿波罗计划始于1962年SYNOPSYS™ 光学设计软件是目前世界上功能强大的光学设计软件之一。
58年的发展更新和Windows界面使得新手很容易上手使用；能轻松面对更高的专业需求。
其开发者OSD公司是世界领先的光学设计软件的开发者之一，同时提供光学设计服务，OSD公司几乎在所有类型的光学系统设计方面有着丰富的经验，包括测试仪器、天文、照明、微光夜视、红外系统、目镜等方面，设计完成了超过28000个的项目。
光刻镜头从1976年以来，全球的用户已成功地利用SYNOPSYS™设计研制了大量镜头，受到广大客户的肯定和好评。
SYNOPSYS™可以分析优化各种各样的复杂光学系统。
支持多种特殊光学面如衍射光学元件、复杂非球面、自由曲面设计、各种变焦镜头，扫描系统。
很容易实现元件的偏心和倾斜；广角镜头非球面相机镜头美国Optical Systems Design（LLC简称OSD），作为一个光学设计服务和软件开发商，五十多年来一直孜孜不倦地在时间范围内推动创新光学技术的发展。
目前OSD公司是世界最大的光学设计软件供应商，发展了国际领先的光学设计软件——SYNOPSYS™光学设计软件。
客户遍布全世界25个国家和地区。
OSD公司可以快速有效地解决用户的设计需求、概念发展或方案开发、详细的镜头设计、公差分析、技术性能分析（包括衍射效应，通过Monte-Carlo 分析公差预算影响）；建立的透镜系统会自动匹配首选供应商的光学样本列表，从而降低加工成本和加快设计加工进程。
反射式系统--------------------------------------初始结构：专利文件和优良设计起始点：专家系统工具XSYS可以存储并使用来自设计良好的光学结构。
输入所要设计的系统的使用波长、相对孔径、视场等参数，软件即可从自带的镜头库中找出对应的结构以供选择。
Axio Zoom.V16变倍显微镜操作简述一、打开EMS3控制器的开关，控制器的电源指示灯亮起，显微镜各种硬件开始启动并进行自检，根据需要打开电脑并启动ZEN软件；二、根据需要，选择合适的光源（使用不同的光源请参考下文不同光源的打开和使用方法）和样品板，将样品放置在样品板中央，打开光源；三、调节HIP聚焦控制器和变倍控制器，选择合适放大倍数，聚焦样品（注：下移物镜时，小心物镜与样品发生碰撞。
当“STOP”紧急制动按钮被按下时，聚焦失效，Z轴位置无法移动）；四、调节和改变光源控制部分，选择合适的观察方式，进行观察或拍照；五、使用完毕，向上调节聚焦旋钮，令物镜远离载物台一定距离（方便下次放置样品操作），并清洁载物台；六、关闭EM3控制器的开关，盖上防尘罩。
1常用硬件功能详细介绍：1旗开得胜“Shutter”按钮：打开或者关闭荧光光路的挡板，挡板打开时，按钮指示灯亮。
1-4按钮将相应的滤光片组转换到光路中，当前位置的按钮指示灯会亮。
注：正常情况下可安装三种荧光滤片组，保留一个空位为透射光使用。
11、打开EMS3控制器后方的电源开关；2、按一下EMS3控制器前方的待机开关，指示灯亮起，等待设备各硬件启动并完成自检；3、打开ZEN软件，软件自动连接并识别各部件；4、根据需要，选择合适的光源（使用不同的光源请参考下文不同光源的打开和使用方法）和样品板，将样品放置在载物台上样品板的中央位置，打开光源；14.1透射光——光从底部照射，一般用来观察透明样品；（1）在载物台上安装好透明的玻璃样品板，将样品放在中央位置，三、调节HIP聚焦控制器和变倍控制器，选择合适放大倍数，聚焦样品（注：下移物镜时，小心物镜与样品发生碰撞。
当“STOP”紧急制动按钮被按下时，聚焦失效，Z轴位置无法移动）；四、调节和改变光源控制部分，选择合适的观察方式，进行观察或拍照；五、使用完毕，向上调节聚焦旋钮，令物镜远离载物台一定距离（方便下次放置样品操作），并清洁载物台；六、关闭EM3控制器的开关，盖上防尘罩。
相机镜头使用手册使用手册：相机镜头一、相机镜头简介相机镜头是相机的核心组成部分之一，它决定了照片成像的质量和效果。
本手册将向您介绍相机镜头的基本知识、选购要点以及使用技巧，帮助您更好地掌握镜头的使用方法。
二、相机镜头的基本知识1. 焦距和光圈相机镜头的焦距决定了照片的视角大小，较长焦距适合拍摄远景，而较短焦距适合拍摄近距离的主体。
光圈则控制镜头的进光量，较大光圈可使背景虚化，较小光圈适合拍摄清晰全景。
2. 镜头的构造镜头由多个透镜组成，包括正透镜和负透镜，它们通过调整位置和数量来改变成像效果。
而镜头的镀膜可以减少光线的反射，提高照片的清晰度。
3. 应用于不同场景的镜头类型广角镜头适合拍摄大范围的景象，特别适合风景和建筑摄影；标准镜头适合拍摄人像和一般日常照片；长焦镜头适合远距离拍摄，如野生动物和体育赛事；微距镜头适合拍摄细小的物体，如昆虫和花朵。
三、相机镜头的选购要点1. 焦段选择根据自己的摄影需求选择合适的焦段，广角、标准、长焦和微距镜头各有不同的应用场景。
2. 光圈大小大光圈能在光线较暗的环境下拍摄，同时也帮助实现背景虚化效果。
根据自己的使用需求选择合适的光圈大小。
3. 镜头品质镜头的镜片质量决定了照片的清晰度和色彩表现。
选择一流品牌和口碑好的镜头厂商，确保拍摄效果的优质。
4. 镜头价格镜头的价格因品牌、焦段、光圈等因素而有所不同。
根据自己的预算和需求，选择性价比适中的镜头。
四、相机镜头的使用技巧1. 焦点调节通过半按快门自动对焦或手动对焦来确保主体清晰。
同时，注意选择合适的对焦点，使主体对焦准确。
2. 光圈控制根据需要调整光圈大小，控制景深和背景虚化效果。
在强光条件下，可选择适当的光圈值来防止过曝。
3. 防抖技巧在手持拍摄时，注意保持相机和镜头的稳定，或者使用稳定器等辅助设备来减小手抖造成的影响。
如条件允许，可以使用三脚架固定相机。
4. 清洁与保养镜头是易受灰尘和污垢影响的部分，定期使用干净的镜头布清洁镜头表面。
现代光学镜头设计方法与实例现代光学镜头设计方法与实例随着相机技术的不断发展,光学镜头的设计也变得越来越重要。
现代光学镜头设计方法采用了先进的光学理论和计算机模拟技术,可以精确地设计各种形状和大小的镜头。
以下是一些现代光学镜头设计的方法和应用实例。
1. 有限元分析(FEA)有限元分析是一种计算机辅助设计方法,可以用于分析镜头的几何形状和光学性能。
通过使用FEA,设计师可以计算出镜头的各个部分的尺寸和形状,以及它们对光线的折射和散射的影响。
这些计算结果可以为设计师提供重要的设计参考。
2. 三维打印技术三维打印技术可以用于设计镜头的几何形状。
通过使用三维打印技术,设计师可以制作出精确的镜头形状,并将其打印在特殊的光学材料上。
这种技术可以制作出各种形状和大小的镜头,并且具有高精度和高强度。
3. 光学模拟技术光学模拟技术可以用于预测镜头的光学性能和光学特性。
通过使用光学模拟技术,设计师可以计算出镜头对不同光线的折射、散射和聚焦性能,以及在不同环境下的光学特性。
这种技术可以为设计师提供重要的设计参考,帮助他们设计出更加准确和优秀的镜头。
4. 现代光学设计软件现代光学设计软件可以用于自动化镜头设计。
这些软件通常具有广泛的镜头设计功能,包括计算镜头的尺寸、形状和性能。
这些软件可以帮助设计师快速设计出优秀的镜头,并且可以自动纠正设计错误。
现代光学镜头设计方法的应用非常广泛。
不仅可以用于相机和其他光学设备,还可以用于虚拟现实、增强现实和计算机视觉等领域。
随着计算机技术的不断发展,现代光学镜头设计方法的应用也将会越来越广泛。
物理光学工程中的光学镜头设计及使用任何光学镜头,不论是新的还是旧的,都可以用“镜头描述”这个术语来区分镜片的数量,玻璃的种类,镜片的曲面半径,镜片的厚度,镜片与镜片之间的距离,以及每个镜片的直径,等等。
当发自于某个物体的光线穿过玻璃表面时,该束光线会被折射,就如我们在中学物理课本中学到的物理知识所描述的那样:光线折射量取决于玻璃的折射率。
如果镜头设计者能知道光线射入镜头前镜片时的确切入射位置,以及入射角度,他就可以通过光线理论系统精确地追踪光路。
角度和距离可以通过三角函数的正弦和余弦算出来。
因此通过简单的平面几何,光线途经的线路就可以被追踪到。
一、光学镜头的设计原理为了获得一个较理想的光学镜头,光学设计人员首先要清晰明确地了解使用要求、使用效果和设计结果。
在设计要求方面,设计人员对镜头所要求的焦距、孔径、视场、最近成像距离等光学特性参数和分辨率、畸变、光学传递函数等成像质量特性参数都应熟悉。
光学镜头设计者首先要从光轴上的某点开始追踪少量的光线,这里所假设的是每个物象点都会在胶片平面上形成与之相对应的点,所以发自物体的光线都将被转化为这样的成像点,并且具有同样的相对位置。
光线是由不同波长的、有颜色光波组成的,而且当光线进入镜头时不同波长的光波具有其独特的光学路径,而且理想的光线不可避免地会被镜片所干扰而产生象差。
镜头设计的第一要素就是对这些象差进行了解和控制。
通过三角几何函数可以计算出校正的光线路径和现实的偏移量,这两者之差被称为光线路径差,使用来控制象差的依据。
典型的象差有球面象差,晕光和失光。
在上世纪三十年代,尽管人们对象差进行了量化,但象差始终是镜头设计的困扰因素。
对于设计者来说,如果想对象差进行校正,就必须知道特定象差对于成像会造成什么影响。
球面象差会影响象场中央部分的成像,象面弯曲的程度说明了角部的校正情况。
更多的镜片给设计者带来了更大的自由度,由于有更多的镜片进行表面处理设计,设计者就可以在更大程度上控制象差。
在第15课中设计的镜头非常好，但是它有点长。
实际上我们希望它总长更短，同时希望有着非常高的分辨率。
以下是本课的设计要求：4 1.焦距90毫米2.半视场角20度3.半孔径25.4毫米4.透镜元件长度约100毫米5.后焦距50毫米或更大在本课程中，将让DSEARCH找到一个初始结构。
在命令窗口中键入MDS，打开设计搜索菜单，如下所示。
输入箭头所示的数据，然后单击“确定”。
看到结果时，可以稍后修改此输入。
假设镜头需要七个透镜元件。
程序会要求您输入文件名，因此请键入LENS_7等名称。
这将打开一个编辑器窗口，其中包含运行该程序所需的输入。
CORE 14TIMEDSEARCH 1 QUIETSYSTEMID DSEARCH SAMPLEOBB 0 20 12.7WAVL 0.6563 0.5876 0.4861UNITS MMENDGOALSELEMENTS 7FNUM 3.54BACK 0 0TOTL 100 0.1STOP MIDDLESTOP FREERSTART 400THSTART 5ASTART 12RT 0.5FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0FWT 5.0 3.0 3.0NPASS 40 ! this gives the number of passes in the final MACro这给出了最终MACro中的传导次数ANNEAL 200 20 QCOLORS 3SNAPSHOT 10QUICK 30 30 ! this option runs much faster此选项运行得更快ENDSPECIAL PANTENDSPECIAL AANTLLL 50 .1 1 A BACKENDGOTIME使用命令MDS打开DSEARCH对话框不必在对话框中为后焦指定权重，而是选择将该要求放在SPECIAL部分。
LLL表示限制下限，这使得后焦大于50。
注意这个文件中的RT参数。
这控制了单个光线如何在评价函数中进行加权。
第16课：实用的相机镜头在第15课中设计的镜头非常好，但它有点太长。
实际上希望它更短，同时希望非常高的分辨率。
以下是本课的目标：1.焦距90毫米2.半视场角20度3.半孔径25.4毫米4.透镜元件长度约100毫米5.后焦距50毫米或更大在本课程中，将让DSEARCH找到一个起点。
在命令窗口中键入MDS，打开设计搜索菜单，如下所示。
输入箭头所示的数据，然后单击“确定”。
看到结果时，可以稍后修改此输入。
假设镜头需要七个透镜元件。
程序会要求您输入文件名，因此请键入LENS_7等名称。
这将打开一个编辑器窗口，其中包含运行该程序所需的输入。
CORE 14TIMEDSEARCH 1 QUIETSYSTEMID DSEARCH SAMPLEOBB 0 20 12.7WAVL 0.6563 0.5876 0.4861UNITS MMENDGOALSELEMENTS 7FNUM 3.54BACK 0 0TOTL 100 0.1STOP MIDDLESTOP FREERSTART 400THSTART 5ASTART 12RT 0.5FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0FWT 5.0 3.0 3.0NPASS 40 ! this gives the number of passes in the final MACroANNEAL 200 20 QCOLORS 3SNAPSHOT 10QUICK 30 30 ! this option runs much fasterENDSPECIAL PANTENDSPECIAL AANTLLL 50 .1 1 A BACKENDGOTIME使用命令MDS打开DSEARCH对话框选择不在对话框中为后焦距指定权重，而是选择将该要求放在SPECIAL部分。
LLL表示限制下限，这使得后焦点大于50而没有任何错误 - 但不会更小。
注意这个文件中的RT参数。
这就控制了单个光线如何在评价函数中进行加权。
0值使给定网格中的所有光线具有相同的权重，而更高的值将使靠近光瞳中心的光线比靠近边缘的光线权重更高。
这是一种提高透镜分辨率的有效方法;光扇图可能会剧烈地飞离边缘，但如果中心部分非常平坦，分辨率将会很高。
这是一个您经常要尝试的参数。
运行这个宏，你会得到有潜力的初始结构，如下图所示。
由DSEARCH Let's返回的10个镜头更仔细地检查这些镜片。
在CW中键入EM DSS此命令加载并运行DSEARCH已创建的DSS.MAC文件。
该macro将打开DSEARCH返回的每个镜头，在PAD显示屏上显示，然后按下<Enter>键。
你会发现他们中的许多都有相似的性能。
当您看到自己喜欢的一个结构时，只需按<Esc>键即可在此时停止macro。
我们喜欢DSEARCH保存的名称为DSEARCH9.RLE的版本。
（结果中的名称可能不同，因为顺序取决于哪个核心在何时完成。
）来自SEARCH结果的好候选运行DSEARCH在新窗口中创建的优化MACro DSEARCH_OPT; 然后运行模拟退火程序（55,2,50）。
镜头有所改变。
这个镜头有多好？打开MOP对话框并输入如下所示的数据。
单击MOF按钮，即可获得MTF曲线。
将此镜头称为第1版。
不太好 - 但我们学到了一些东西。
MTF可以随着视场快速变化，因此我们在DSEARCH输入中需要更多的视场点。
我们还决定，由于这个透镜离衍射极限不远，我们应该针对OPD而不是横向像差。
以下是我们对GOALS部分的修订输入：GOALSELEMENTS 7FNUM 3.54BACK 0 0TOTL 100 0.1STOP MIDDLESTOP FREERSTART 400THSTART 5ASTART 12RT 0FOV 0.0 .5 .7 .9 1FWT 3 2 2 2 2OPDNPASS 40ANNEAL 200 20 Q COLORS 3SNAPSHOT 10QUICK 50 50END镜头优化和退火，版本1用于运行MOF的对话框，要求设置四个空间频率。
MTF curves for Version 1运行此DSEARCH文件，然后优化并模拟退火程序。
会得到一个不同的镜头和MTF曲线。
轴线越好，边缘越好。
我们应该做什么？版本2镜头，经过优化和退火版本2镜头的MTF让我们尝试一下我们尚未使用过的工具。
在AANT文件中，删除所有GSO和GNO请求，并替换行GSHEAR .2 1 6 M 0 0 XGSHEAR .2 1 6 M 0.5 0 XGSHEAR .2 1 6 M 0.7 0 XGSHEAR .2 1 6 M 0.9 0 XGSHEAR .2 1 6 M 1 0 XGSHEAR .2 1 6 M 0 0 YGSHEAR .2 1 6 M 0.5 0 YGSHEAR .2 1 6 M 0.7 0 YGSHEAR .2 1 6 M 0.9 0 YGSHEAR .2 1 6 M 1 0 Y要理解此输入，您必须了解如何计算MTF。
一种常用的方法是卷积积分，该卷积积分基于组合光瞳，一个在X或Y中剪切的量随着要计算的频率而变化。
如果给定点处的OPD误差与剪切点处的OPD误差相同，则MTF是完美的，就这些点而言。
在整个光瞳上计算，得到镜头的MTF。
上述请求告诉程序评估光瞳中的点网格与根据第一个参数剪切的对应点之间的OPD差异，此处为0.2。
因此，这将优化镜头，同时尝试以三种波长的五个视场中的每一个的空间频率（截止值的1/5）使MTF达到峰值。
在版本2镜头上运行此优化并模拟退火程序。
然后打开DSEARCH返回的其他10个镜头，并对它们进行相同操作。
（在这些条件下，最优秀的可能不是最好的。
）我们得到了最好的结果，镜头返回为DSEARCH08.RLE。
将此版本称为3。
第3版镜头，根据GSHEAR要求进行了优化。
这肯定更好，但假设我们需要更高的分辨率。
现在怎么办？也许只有七个透镜才能做得更好。
在PANT命令之前添加一行，AEI 5 1 123 0 0 0 50 10并再次运行它。
然后注释掉AEI线，再次优化和模拟退火程序。
该程序在表面11添加了一个新镜片，MF从92.5降至71.8。
调用镜头版本4.这是一款出色的镜头。
MTF of Version 3 lens.版本4镜头，AEI插入元件7版本4和5镜头的MTF。
最后一次运行，增加了一个探测器ADT 8 .1 1，镜头看起来很好。
这是第5版镜头，可用于真正透镜应用。
第5版镜头有了这么多工具，人们自然想知道使用哪些工具。
例如，如果你想要一个8片透镜的镜头，你应该问DSEARCH 8，或者问它，比如6，然后再使用AEI两次来获得8个透镜？什么样的设计才是最好的。
只有经验才能说明。
再次运行这个程序，向DSEARCH设定六个元件，然后仅使用GSHEAR像差，运行AEI两次。
以这种方式测试所有10个DSEARCH结果，发现其中7个返回的MF低于上面的版本4。
这似乎是一个很好的策略。
下图显示了该批次中最好的MTF曲线。
另一个实验：我们再次运行DSEARCH，仅使用FOV 0，并将所有GSHEAR请求放入SPECIAL AANT部分，并关闭QUICK模式。
该输入使DSEARCH完全优化每个候选镜头，无需快速筛选，并从一开始就控制像差。
它是怎么做的？不是很好。
在达到目标之前，您似乎已经有接近解决的方案。
正是这样的实验将展示下一步的方向。
我们有新的工具，并没有如何进行的经验。
我们都在一起学习。
通过向DSEARCH设置六个透镜，在所有情况下运行AEI两次，然后优化找到最好的镜头。
上面镜头的MTF本课程以图形方式说明，在镜头设计中，您正在处理具有大量解决方案的机会。
除非您已经有一个非常好的起始镜头，否则在您尝试使用DSEARCH的参数时，找到一个好镜头的几率会有所提高随着DSEARCH等新工具的出现，镜头设计的工作发生了重大变化。
在以前的时代，专家设计师将在单一设计上工作数天或数周，使用复杂的知识来指导过程，今天人们可以在几分钟内完成许多设计，然后选择最有希望的进一步工作。
其中一些设计往往优于专家在过去几天才能够提出的设计。
在实际情况中，接下来会在AANT文件中添加一个ADT监视器（直径/厚度比），因为有些元件太薄了。
（如果您在开始时不使用此控制，该程序通常会返回更好的镜头。
在你有一个好的设计后，厚度很容易修改，发现在开始时控制这个比例会强烈影响程序将调查哪些设计 - 可能会错过一个好的设计。
尝试两种方式并选择最佳结果。
）然后将最终确定镜头，看看图像校正如何随共轭而变化（如果这是一个要求，并重新优化透镜如第19章所示，如果是这样的话，用ARGLASS插入实际玻璃类型，为最接近隐含光阑的表面指定一个实际光阑，可能会减小某些元件的厚度，重新优化，使用边缘向导定义边缘几何体，匹配使用TPM曲线到供应商的测试板列表，使用BTOL准备公差，使用ELD制作元件图纸，使用DWG制作系统图纸，等等。
设计镜头时还有很多工作要做，这是一个实用的课程，展示了如何使用一些可用的工具。
我们从一系列要求开始，在相当短的时间内提出了一些相当不错的镜头。
请随意尝试此问题，并尝试DSEARCH的起始半径，厚度，空间间隔和其他参数的各种值。
如果您发现的结果与上述结果不同但同样好，请告诉我。
