无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
xg|\\i 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。 Wk0"U
V 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: jHU5>Gt-} ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE ?4[IIX- WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 !XJvhsKX y APS 1 CTNeh%K; UNITS MM 6>fQe8Y OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 H}nPaw]G MARGIN 1.270000 xw>\6VNt BEVEL 0.254001
@hb K 0 AIR 8zOoVO 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 $jc&Tk# 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 K5h2 ~ 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ]c Or$O* 1 CTE 0.255000E-05 d,hKy2 1 GTB U 'SILICON ' U= Gw( 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 ']x`d 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 ]]EOCGZ" 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR bzl-|+!yB 2 AIR VV$$t;R/ 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 S4salpz 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 y<h~jz#hkq 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 G1X${x7 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 <r8sZrY 3 CTE 0.550000E-05 cLZaQsS% 3 GTB U 'GE ' e[>c>F^ 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 VJ8"Q 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 Ai~j
q 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR y5p)z" 4 AIR f4b`*KGf 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 w@jC#E\ 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 MYmH?A 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 )Rlh[Y& r 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 w[/_ o,R 5 CTE 0.550000E-05 \qo}}I>e 5 GTB U 'GE ' 'Avp16zg 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 ++d%D9*V< 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 .?Pghqq. 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR .!B>pp(9 6 AIR 03!!# 5iJ 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 >U.f`24 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 Yp;6.\Z8[ 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 S,* 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 g]ct6-m 7 CTE 0.255000E-05 KysJ3G.k\ 7 GTB U 'SILICON ' FEF $4)ROv 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 t=6[FK 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 RyN}Gz/YN 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR ^@4$O|3Wh' 8 AIR N!TC}#}l 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 @ uF$m/g 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR l_1y#B-k5 9 AIR 4(hHp6}b END 5LF#w_x g?mfpw Zj 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。 hE9UWa.Q> SYNOPSYS AI>THERM TEST JtB]EvpL} )M:pg% WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES hk7kg/" ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS !e0OGf SYNOPSYS AI> /&eF,4 `nvm>u~[Hq 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: U7(t >/ CHG m0a <~ ALPHA A6061 9P)28\4 END KJLC2, ^=1:!'*3D 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: <jk.9$\$A HERM (v2.8zrJ ATS 100 2 (pud`@D;[ END zg[.Pws:E / Ml d. 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 !ot$ Q 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。 RPh8n4&(" 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。 z^YL$ 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。 ]CnqPLqL 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: X *fle THERM ,RYahu COE 1 STYRENE x392uS$# TCHANGE 1 7XDze(O5 5 _]/&NSk ATS 100 2 \U\k$ ( END (e~vrSk+)~ "x"y3v' 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: KD*q|?Z ACON 1 MF}}o0P PANT pRTdP/(OQ VY 4 TH 1000 -1000 w~S~ VY 5 TH 1000 -1000 /Sn>{ & END l}aJRG6U z"*$ . AANT 0D=7Mef ACON 1 OZc.Rtgc M 0 1 A DELF I~f8+DE) M 8.103249 1 A P YA 1 n@e[5f9?x .o_?n.H'& GSO 0.5 5.332000 3 M 0 q*36/I GNO 0.5 1 3 M 0.5 NU#rv%p GNO 0.5 1 3 M 1.0 =JK# "' xdV $dDCT ACON 2 {R{Io| M 0 1 A DELF Z9+xB"q2 zr1,A#BV GSO 0.5 5.332000 3 M 0 X"z!52*3] GNO 0.5 1 3 M 0.5 TXDb5ZCzM GNO 0.5 1 3 M 1.0 9>1
$Jv3 END S$egsK"~ j}devpO SNAP wsg u# as| SYNO 20 MULTI A[mm_+D> ?\J.Tv$$$ 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: IY=CTFQ8lm 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。 `;OEdeAM 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。 S}T*g UO g0n
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