无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
%oykcf,# 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。 /ci]}`'ws 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: i^Ut015q% ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE L-i>R:N4 WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 3C>qh{z" APS 1 ;]D(33)( UNITS MM Dma.r OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 iAO5"(>}? MARGIN 1.270000 t@zdmy BEVEL 0.254001 VAQ)Hc] 0 AIR &&8'0.M{ 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 #} ,x @]p 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 3-Bl 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 aC=['a>) 1 CTE 0.255000E-05 |(IO=V4P 1 GTB U 'SILICON ' l)8&Ip 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 b}z`BRCc 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 (-yl|NFBw 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR n$+M%}/f 2 AIR q%3<Juq~$ 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 T3J'fjY 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 {5Lj8N5 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 gvavs+H% 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 wGKo.lt
3 CTE 0.550000E-05 f_mhD dq 3 GTB U 'GE '
.jg0a 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 eBr4O i 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000
Se^^E.Z,W 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR s&PM,BFf 4 AIR 8QgA@y" 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 xN->cA$A 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 <-C!;Ce{ 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 {")\0|2\x 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 5mB]N%rfW% 5 CTE 0.550000E-05 .-I|DVHe 5 GTB U 'GE ' rj]
E@W 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 |hzT; 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000
!rL<5L 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR 3}Xc71|v 6 AIR ?bX 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 O12Q8Oj!0 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 -AD2I {C 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 .J.vC1 4gi 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 85Y|CN] vQ 7 CTE 0.255000E-05 *:"^[Ckc 7 GTB U 'SILICON ' Y*YFB|f? 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 %e%7oqR? 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 (|h:h(C 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR v"lf-c
8 AIR 4jwu'7Q 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 I."p 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR H[&@}v,L 9 AIR d"<F!?8 END @|A| *o?i:LE] 让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。 1=GI&f2I SYNOPSYS AI>THERM TEST /XpSe<3 MiGcA EF; WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES ]#eh&jw ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS wT_^'i*@I SYNOPSYS AI> 6SEltm( [1Dm<G
u@ 实际上,这个镜头从未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件解决了这个问题,分配铝型6061的系数: "ED8z|]j CHG wq0aF"k ALPHA A6061 BSUPS+@+ END s@@1
*VQ R{}qK r 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: R 1zC.m HERM A|RR]CFJ ATS 100 2 F8mC?fbK9 END 4br6$ [#b2%G1 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 ej[S u 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。 L]bVN)JU 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。 NB)t7/Us 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。 szq+@2: 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: *8A6Q9YT THERM W
kkxU.xXE COE 1 STYRENE *g7DPN$aQ TCHANGE 1 *@M3p}',M 5 X0i3 _RVa ATS 100 2 @EZ>f5IO+ END d<T%`:s< R}%8s* 我们运行这个,ACON 2确实发生了变化。 现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。 对于此任务,我们使用优化程序。 这是我们的MACro: bx;f`8SN ACON 1 WmVVR>0V| PANT _wu*M VY 4 TH 1000 -1000 3 wt VY 5 TH 1000 -1000 sBjXE>_#) END SGf9U^ds &YX6"S_B AANT Rt4di^v ACON 1 dr]&kqm M 0 1 A DELF 19I:%$U3 M 8.103249 1 A P YA 1 L|67f4 zO.6WJ GSO 0.5 5.332000 3 M 0 MUwVG>b8J~ GNO 0.5 1 3 M 0.5 e- 6(F4 GNO 0.5 1 3 M 1.0 TA;,>f* j%xBo: ACON 2 9k`~x1Y) M 0 1 A DELF ^ KOzCLC *{[d%B<lp GSO 0.5 5.332000 3 M 0 {nRUH*(d9 GNO 0.5 1 3 M 0.5 otq,R6 ^ GNO 0.5 1 3 M 1.0 l,bZG3,6 END SaNN;X0 0xP:9rm SNAP
`]>on`n? SYNO 20 MULTI 2Ow<`[7
`ue?Z%p| 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: yQ-hnlzn~ 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。 cjT[P"5$ 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。 Wem?{kx0 Bbs 0v6&,
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