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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五:无热化红外望远镜 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    在本课中,我们将研究随着温度的变化,中红外望远镜的图像质量如何变化。 我们从下面的实例镜头开始。 /?KtXV>]  
    h+,'B&=|_  
    '|l%rv  
    5D,.^a1 A  
    这是示例镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件: #D+7TWDwNt  
    %#~((m1  
        RLE I=K!)X$  
        ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 ;LCTCt`  
         FNAME 'X11.RLE                                           ' bIgh@= 2  
         LOG      124 `|$'g^eCL  
         WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ,E\h!/X  
         APS               1 ~xGoJrF\  
         UNITS MM   9G0D3F  
         OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Qg(Z{V  
         MARGIN       1.270000 NS`07#z^  
         BEVEL       0.254001 7vn%kW=$  
           0 AIR opsQn\4DZ?  
           1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 )4l>XlQ&  
           1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 4/S=5r}  
           1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 gtiEhCF2W  
           1 CTE   0.255000E-05 .%=V">R  
           1 GTB U    'SILICON         ' % Y~>Jl  
           1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 0n Y6A~  
           1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 kv6Cp0uFg  
           2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR +nZUL*Ut/  
           2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 HBH$  
           3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 9lf*O0Z&n  
           3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 L!t@-5~  
           3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 7kKuZW@K-  
           3 CTE   0.550000E-05 q:I$EpKf?Q  
           3 GTB U    'GE              ' .evbE O5  
           3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ,P{mk%=9  
           3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 :.k ZR;  
           4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR j^flwk  
           4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 :ygWNK[ 6D  
           5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 o*">KqU`b  
           5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Ko6^iI1  
           5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 r9# \13-  
           5 CTE   0.550000E-05 JK]R*!{n  
           5 GTB U    'GE              ' MtS3p>4  
           5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 e  ^Ds  
           5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 b_TS<,  
           6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR Lxv6!?v|  
           6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 +oI3I~  
           7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 Q8T`wd$D#  
           7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 <a4 TO8  
           7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 >I}9LyZt  
           7 CTE   0.255000E-05 @@@=}!<H=  
           7 GTB U    'SILICON         ' Y34/+Fi  
           7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 [}OgSP9i  
           7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 Xa," 'r  
           8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR Z\~G U*Y.e  
           8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 hn.bau[  
           9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR $= B8qZ+  
         END !d,8kG  
    > @_im6  
    镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST .f:n\eT):  
    <F;v`h|+S  
    这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: '$G"[ljr  
    FS6<V0pil  
        CHG qH> `}/,P  
        ALPHA A6061 hoM|P8 }rh  
        END xe4Oxo  
    hA}~es=c  
    现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: Ml?~ |_  
    QzOkpewf  
        THERM /P:.qtT(  
        ATS 100 2   !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变  J@_ctGv  
        END .pPm~2]z  
    =-KMb`xT  
    Aw5pd7qKL  
     R'}95S<  
    镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 HDVW0QaMu  
    cc}Key@D  
    有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 tz^/J=)"  
    S0d~.ah30  
    d>0 +A)6>  
    图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 M;w?[yEZ  
    HOoPrB m  
    再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 ,CvG 20>  
    :#5xA?=* S  
    5%zXAQD=<  
    现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: C NsNZJ  
    JL=U,Mr6  
        THERM m2~&#c\  
        COE 1 STYRENE Yd EptAI  
        TCHANGE 1 .zg8i_  
        5 Cx<0 H  
        ATS 100 2 N8toxRu  
        END [AU II*:}  
    NVKC'==0  
    我们运行这个程序,ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务,我们使用优化程序。这是我们的MACro: O.`Jl%  
    ^3VR-u<O  
        ACON 1 ^y!;xc$(Qs  
        PANT *N'K/36;  
        VY 4 TH 1000 -1000 ;0rGiWC#  
        VY 5 TH 1000 -1000 \u,}vpp z  
        END lot%N(mB`  
    a"N4~?US  
        AANT K5Q43 e1  
        ACON 1 <"N_j]wD  
        M 0 1 A DELF /X"/ha!=&D  
        M 8.103249 1 A P YA 1 aNcd` $0  
    r3E!dTDWq  
        GSO 0.5 5.332000 3 M 0 Fm\"{)V:b  
        GNO 0.5 1 3 M 0.5 +4;uF]T  
        GNO 0.5 1 3 M 1.0 &QRE"_g  
    KWAb-yB  
        ACON 2 Kt@M)#  
        M 0 1 A DELF $rIoHxh. y  
    [.se|]t7X  
        GSO 0.5 5.332000 3 M 0   X cr  =  
        GNO 0.5 1 3 M 0.5 ,.iRnR  
        GNO 0.5 1 3 M 1.0 -fhN"B)  
        END \B F*m"lz  
    w(ln5q  
        SNAP x:-.+C%  
        SYNO 20 MULTI XU!2YO)t;!  
    n0Y+b[ +wj  
    E)Gw0]G  
    图像质量有下降,但仍在合理范围内,即使温度发生变化,焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 j',W 64  
    1b=lpw 1}  
    我们已经为TH变量输入了确定的限制,因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变,我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册,以获得有关此功能的完整。 W} WI; cI  
    .2d9?p3Y  
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