无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
g0>Q* x 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会发生什么。 我们从下面的镜头开始。 .+$ox-EK8 这是示例文件中的镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔以改善焦点。 以下是此示例的RLE文件: F7 IZ;4cp ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE :FX|9h WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 EiCEB;*z|d APS 1 <T+{)FV UNITS MM XWv;l) OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 D'<'"kUd MARGIN 1.270000 Ucd~-D BEVEL 0.254001 W?X3 :1c9: 0 AIR
6Eyinv 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 p d(W(-`8! 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 qUKSo9 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 h@%a+ 6b? 1 CTE 0.255000E-05 rWNywxnT 1 GTB U 'SILICON ' SmVL?wf 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 XN}^:j_2 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 lL"ANlX-P 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR ]oxi~TwY^ 2 AIR xA SH-9 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 zLybf:# 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 =SVb
k 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Ri;_
8v[H| 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ")@#B=8+3^ 3 CTE 0.550000E-05 Hp5.jor(k 3 GTB U 'GE ' ?,^Aoy 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 OU'm0Jlk 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 t$g@+1p4 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR +l<l3uBNS 4 AIR D-4{9[ 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 j9~lf 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 52t6_!y+V 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 QJ2D C 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 r1/9BTPKdJ 5 CTE 0.550000E-05 I'0{Q`} 5 GTB U 'GE ' ?}"39n 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 T(
fcE 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 -_ <z_IL\% 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR vX|5*T`( 6 AIR #*X\pjZ 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 ,-[z?dvO 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 0t7vg#v| 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 t ^~Qv 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 VG|FjD 7 CTE 0.255000E-05 A\<W x/ 7 GTB U 'SILICON ' OXI>`$we 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 q5{h@}|M 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 Go(Td++HS 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR *" +u^ 8 AIR `#"xgOSP> 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 ym_p49 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR H{hzw&dZ<P 9 AIR _{/[&vJ END Oi<yT"7 ^09-SUl^ 让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。 U1O8u -X SYNOPSYS AI>THERM TEST ?NR&3q Q)im2o@z WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES n x{MUN7 ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS lBGYZ-- SYNOPSYS AI> 9e Fj+ ~z)JO'Z$
实际上,这个镜头从未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件解决了这个问题,分配铝型6061的系数: [Qcht,\^v CHG @Gt.J*!s/ ALPHA A6061 Z)md]Twt END N-W>tng_x \rd%$hci 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: VS >xvF HERM 8Qhj_ ATS 100 2 a|#TnSk END &f2:aT) FLXn%/ 这将镜头的副本放在多重结构2中,所有参数也都随着温度从默认的20到100度的变化而变化,这是ACON 2现在的样子 aa"3
Io 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好处。 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显示中的表面4。 我们怀疑以下空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化必须非常小,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。 ;GIA`=a% 实际上,图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.7到65.577。 我们越来越近了。 现在我们必须找出一种方法,使元件3以那种方式随温度移动。 有时可行的一个技巧是设计具有外套管的单元,外套管从表面4向右延伸,经过下一个元件,然后使用内套管返回中途并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则元件3的净运动将小于全铝套管的净运动。 OY8P 再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击Add Surface按钮 。现在点击表面4和5之间的透镜图中的轴。插入虚拟表面。 k-^le|n9 现在我们必须告诉程序,从5到6的膨胀系数与默认的铝不同。 关闭WS并创建一个新的THERM文件: )qe
rA THERM ;cB3D3fR. COE 1 STYRENE sNM ]bei TCHANGE 1 E^A S65%bL 5 [:uHe#L ATS 100 2 Ec@cW6g(% END %%NT m F?[1m2 我们运行这个,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: \&b 9 ACON 1 @JGFG+J} PANT 5RAhm0Op~. VY 4 TH 1000 -1000 Em !%3C1r VY 5 TH 1000 -1000 p6V#!5Q END m'QG{f YxrMr9>l1 AANT *jvP4Nz)k ACON 1 KA{&NFx M 0 1 A DELF D|ra ;d M 8.103249 1 A P YA 1 4EmdQn rVP{ ^Jdo GSO 0.5 5.332000 3 M 0 +(PUiiP'"v GNO 0.5 1 3 M 0.5 D Q30\b"gU GNO 0.5 1 3 M 1.0 b3F KDm[ >]8(3&zd ACON 2 %}e['d h M 0 1 A DELF >lKu[nq; 2gh=0%|\gx GSO 0.5 5.332000 3 M 0 xy
b=7 GNO 0.5 1 3 M 0.5 r}es_9*~Z GNO 0.5 1 3 M 1.0 4hc[rN,] END ]YtN6Rq/ FvY=!U06 SNAP dNhbvzl( SYNO 20 MULTI NyT%S?@y< ~M8|r!_ 这将尝试在两个温度下保持系统聚焦并尝试同时保持图像质量。 我们运行这个,现在ACON 2中的镜头比以前更好: /_})7I52 有一些图像质量下降,但在合理范围内,焦点仍然在应该的地方,即使温度变化。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸到哪里以及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 :9av]Yv& 一些评论是有条不紊的。我们已经为TH变量输入了清楚的限制,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。 (有些变化可能会改变这种情况,我们必须小心。)我们还没有实现这些选项来解释是将镜头放在元件的左边还是右边,因为对于此示例,扩展被默认应用于正确的地方。是的,有时不受温度影响确实更复杂,您可以参考用户手册,以获得有关此强大功能可用于更艰难任务的选项的完整说明。 kJpO0k9?eY oyr b.lu/
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