无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
g`^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。 >4` dy 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: . 5y"38e ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE )::>q5c WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 <yA}i"-1W APS 1 URgk^nt2p UNITS MM ^[E'1$D OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 %.v{N6 MARGIN 1.270000 P;[OWSR[d BEVEL 0.254001 IzOYduJ. 0 AIR s.Y4pWd5@ 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 9h90huyKF 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 F7L &=K$2y 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 O`GsS{$sS 1 CTE 0.255000E-05 d,vNem-Z*L 1 GTB U 'SILICON ' D-Vai#Cd 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 F;ZSzWq 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 cq&*. 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR up3O|lj4 2 AIR '3]p29v{ 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 ,r^M?> 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 OJN2z 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 n~V4nj&_T 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 <}U'V}g 3 CTE 0.550000E-05 OdWou|Gz 3 GTB U 'GE ' 5J)=} e 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 etT + 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 2$_9cF Wm 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR \$aF&r<R 4 AIR V@7KsB 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 "'8KV\/D 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 9][(Iu]h7 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 =cN&A_L( 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 nVu&/ 5 CTE 0.550000E-05 {U
'd}Q 5 GTB U 'GE ' /(.6bv 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 8Y0"Cejq 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 ZKQ hbNT 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR ]sz3]"2 6 AIR kt[:@Nda9 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 $Y=T&O 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 ccCzu6 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 n .!Ym
X4 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 `r5$LaD 7 CTE 0.255000E-05 [s9O0i"
Y 7 GTB U 'SILICON ' B63pgPX 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 lPLz@Up~ 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 uj%skOD6Z 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR e*(b 8 AIR cJM: 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 M
:3u@06a 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR nd;fy$<J\ 9 AIR hlu:=<B END 2<&Bw2 < B_Vc:Q 让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。 UA[,2MBp SYNOPSYS AI>THERM TEST Ggh.dZI4 th6+2&B6 WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES kc7lc|'z ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS ?[*0+h`en SYNOPSYS AI> 0Io'bF 6"c1;P!4 实际上,这个镜头从未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件解决了这个问题,分配铝型6061的系数: /h v4x9 CHG KXV[OF&J ALPHA A6061 HTe<x END ,uzN4_7u LlBN-9p 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: t_ksvWUo HERM =%zLh<3v ATS 100 2 X2tk[Kr END [^8n0{JiN "cTncL 这将镜头的副本放在多重结构2中,所有参数也都随着温度从默认的20到100度的变化而变化,这是ACON 2现在的样子 3nY1[, 有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么好处。 首先,单击按钮 在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮 ),然后单击PAD显示中的表面4。 我们怀疑以下空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化必须非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 #fj/~[Ajv 实际上,图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.7到65.577。 我们越来越近了。 现在我们必须找出一种方法,使元件3以那种方式随温度移动。 有时可行的一个技巧是设计具有外套管的单元,外套管从表面4向右延伸,经过下一个元件,然后使用内套管返回中途并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则元件3的净运动将小于全铝套管的净运动。 JFgoN,xn 再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击Add Surface按钮 。现在点击表面4和5之间的透镜图中的轴。插入虚拟表面。 &z"krM]G 现在我们必须告诉程序,从5到6的膨胀系数与默认的铝不同。 关闭WS并创建一个新的THERM文件: 2_Wg!bq THERM Cf B.ZT COE 1 STYRENE 6t/`:OZC: TCHANGE 1 `h}q
Eo` 5 &V>fYgui ATS 100 2 \A`hj~ END #,{+3Y&5-+ A:<;M@q! 我们运行这个,ACON 2确实发生了变化。 现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。 对于此任务,我们使用优化程序。 这是我们的MACro: [~:-& ACON 1 B\g]({E PANT ogFKUD*h&> VY 4 TH 1000 -1000 TO2c"7td VY 5 TH 1000 -1000 CF|]e: END )otb>w5 L6>pGx AANT TpA\9N#$ ACON 1 :';L/x> M 0 1 A DELF vzF5xp. M 8.103249 1 A P YA 1 [![%9'+P ,ZblIOWb GSO 0.5 5.332000 3 M 0 CE15pNss GNO 0.5 1 3 M 0.5 &[2U$ `P`V GNO 0.5 1 3 M 1.0 O4<g%.HC6 Pmi#TW3X ACON 2 %AOIKK5 M 0 1 A DELF `IYuz: 0J.dG/I% GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ]d[ge6 GNO 0.5 1 3 M 0.5 `[zQf GNO 0.5 1 3 M 1.0 @pGZLq END {{C`mgC >=iy2~Fz , SNAP c:83LZ SYNO 20 MULTI Nr2 C@FU:0 "uLjIIl 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: y}C`&nW[= 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。 +.RKi! 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。 74<!&t |%~+2m
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