S-Plane 튜토리얼 (파트 A): Cooke triplet을 위한 자동 파라미터 스캔
1. 소개
이 튜토리얼에서는 OghmaNano의 파라미터 스캔 도구를 사용하여 렌즈 최적화 및 광학 설계를 수행하는 실용적인 워크플로를 보여줍니다. 고전적인 Cooke triplet 렌즈 시스템에 초점을 맞추어 표면 곡률 및 렌즈 두께와 같은 주요 광학 파라미터를 체계적으로 변화시키고 이미징 성능에 미치는 영향을 분석합니다. 대규모 레이 트레이스 시뮬레이션을 통해 설계 공간을 탐색하고 RMS 스폿 반경, 스폿 크기와 중심, 장축 및 단축 스폿 반경, 스폿 타원률과 방향, 그리고 encircled energy 반경(EE50, EE80, EE90) 등의 지표를 이용해 성능을 정량화합니다. 또한 3D 레이 트레이스 보기에서 광선 경로를 시각적으로 검사합니다. 이 접근 방식은 광학 시스템 최적화, 민감도 분석, 허용 오차 연구를 위한 재현 가능한 프레임워크를 제공하며 초기 렌즈 설계와 실제 광학 트레이드오프의 빠른 평가에 직접 적용할 수 있습니다.
2. OghmaNano에서 Cooke triplet 시뮬레이션 실행
이 튜토리얼에서는 사전 구성된 Cooke triplet 렌즈 시뮬레이션을 실행하는 것으로 시작합니다. Windows 시작 메뉴에서 OghmaNano를 실행하십시오. 메인 창에서 New simulation 버튼을 클릭하여 Figures 2a–b 에 표시된 시뮬레이션 라이브러리를 엽니다. 장치 카테고리 목록에서 Ray tracing을 더블 클릭합니다. S-plane 광학 데모가 나타나면 Cooke triplet 예제를 찾아 더블 클릭하여 바로 실행 가능한 렌즈 시스템을 엽니다.
💡 팁: 최상의 성능을 위해 이 시뮬레이션을
C:\과 같은 로컬 드라이브에 저장하십시오.
이 튜토리얼에서는 대규모 파라미터 스캔을 실행하면서
레이 트레이스 데이터와 3D 메쉬 파일을 반복적으로 디스크에 기록합니다.
이러한 작업은 많은 수의 작은 읽기/쓰기 연산을 발생시키며
네트워크, USB 또는 클라우드 동기화 폴더(예: OneDrive)에서는
심각한 병목을 유발하여 시뮬레이션이
훨씬 느리게 실행될 수 있습니다.
3. Cooke triplet 시뮬레이션 열기 및 S-plane 편집기 검사
Cooke triplet 시뮬레이션을 저장하면 OghmaNano 메인 창이 열리며 ??와 유사한 모습을 보입니다. 3D 보기에서는 고전적인 triplet 구조를 볼 수 있습니다: 녹색 광원, 빨간색 첫 번째 렌즈 요소, 파란색 조리개 스톱, 주황색 두 번째 렌즈 요소, 노란색 세 번째 렌즈 요소, 그리고 보라색 검출기 평면입니다.
다음으로 왼쪽 툴바의 S-plane 버튼을 클릭하여 ??에 표시된 S-plane 편집기를 엽니다. 이 표에는 렌즈 요소와 해당 파라미터(재료, 표면 반경, 두께, 직경 등)가 나열됩니다. 다른 OghmaNano 시뮬레이션과 마찬가지로 Run 버튼(F9)을 눌러 모델을 실행하고 Output 탭에서 결과를 확인할 수 있습니다. 그러나 이 튜토리얼에서는 개별 시뮬레이션 실행보다는 파라미터 스캔 설정에 초점을 맞춥니다.
4. 자동화
4.1 스캔 창 열기
이 튜토리얼에서는 Automation 도구를 사용하여 체계적인 파라미터 스캔을 수행합니다. 이 도구는 메인 창의 Automation 리본에서 접근할 수 있습니다 (??). Parameter scan 버튼을 클릭하여 파라미터 스캔 창을 엽니다 (??). 기본적으로 new라는 항목이 나타나며, 이를 더블 클릭하면 개별 파라미터 스캔 편집기가 열립니다 (??).
파라미터 스캔 도구는 parameter scan 매뉴얼에서 더 자세히 설명됩니다. 이 튜토리얼에서는 스캔 창을 통해 여러 독립적인 스캔을 정의하고 관리할 수 있다는 점만 이해하면 충분합니다.
마지막 그림에서는 이미 하나의 스캔이 구성된 것을 볼 수 있습니다.
변수 이름 Splane.object.lens1 (b).thickness는
첫 번째 렌즈 요소의 후면 표면 두께를
미터 단위로 스캔하고 있음을 나타냅니다.