无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
=5|5j!i=q 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。 2DC#PX)i 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: #`fT%'T! ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE l46F3C| WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 @Hf}PBb APS 1 YQ)m?=+J UNITS MM ~/x42|t OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 ".0W8= MARGIN 1.270000 h^0mjdSp, BEVEL 0.254001 Ax^'unfQ: 0 AIR :9YQX(l8 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 `l+SJLyJ% 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ~ 9;GD4 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 JgB# EoF 1 CTE 0.255000E-05 i`SF<)M( 1 GTB U 'SILICON ' !:t9{z{Ixg 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 jwq"B$ap 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 gCJ'wv)6|% 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR }gW}Vr < 2 AIR ;9PM?Iy[ 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 :z\f.+MI 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 ?},ItJ#>)q 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 1;P\mff3Y 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 *02( J 3 CTE 0.550000E-05 V"p<A 3 GTB U 'GE ' eFio, 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000
2 QmUg 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 Pp/{keEye 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR ,2TqzU; 4 AIR 2jW>uk4/i 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 QB[s8"S 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 9^ r 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 * jK))|% 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 >>$|,Q-. 5 CTE 0.550000E-05 QP B"EW 5 GTB U 'GE ' $P(nh'\ 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 V)2_T!e%* 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 OD]J@m 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR xiF%\#N 6 AIR pD# "8h 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 :xPvEK[B7 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 ]uvbQ.l_t 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 5gD)2Q6 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 pCmJY 7 CTE 0.255000E-05 2mZ/
3u 7 GTB U 'SILICON ' 6Qb)Uq3}] 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 *$(CiyF! 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 pU ]{Z( 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR -YV4
O 8 AIR <S$21NtM87 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 HiG/(<bs9O 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR %h"<
IA
S. 9 AIR WdqK/s<jM END E ZKz-} #`4^zU) 让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。 6wB>-/'Y SYNOPSYS AI>THERM TEST *'YNRM\} g
u =fq\` WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES &t/<yq}{ ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS |u"R(7N* SYNOPSYS AI>
sGls^J) eH 实际上,这个镜头从未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件解决了这个问题,分配铝型6061的系数: pMp9O/u% CHG [7 `Dgnmq ALPHA A6061 \~t~R q END d:pm|C|F y] ]Vp~R:[ 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: \a2oM$PX HERM ?gwbg* ATS 100 2 ~e<'t4 END 'uACoME@ 1IQOl 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 @Q\$dneY 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。 *rz(}(r 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。 $lAb6e$n 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*3_)
S
- 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: aE+$&_>ef THERM [l%fL9 COE 1 STYRENE M(zY[O TCHANGE 1 SE9u2Jk 5 kqigFcz!Y ATS 100 2 60%~+oHi~ END &9dr+o-(~ P9i9<pR 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: y?z _^ppj ACON 1 +.#S[G PANT hf^`at VY 4 TH 1000 -1000 O;BMwg_7 VY 5 TH 1000 -1000 !BQ ELB$0 END 0rJ\e W|rFl]~a AANT # 1dTM- ACON 1 @52=3 M 0 1 A DELF 4a.e
,gitf M 8.103249 1 A P YA 1 5f&{ !N $
lsRg:J GSO 0.5 5.332000 3 M 0 R c:cVK GNO 0.5 1 3 M 0.5 W[X!P)=w] GNO 0.5 1 3 M 1.0 7! b)'W? -~ O;tJF2 ACON 2 w4fJ`, M 0 1 A DELF <aSLm= <x0uO GSO 0.5 5.332000 3 M 0 m wEVEx24 GNO 0.5 1 3 M 0.5 XJlDiBs9=Q GNO 0.5 1 3 M 1.0 [+MH[1Vr={ END _
U8OIXN gvc'
$9% SNAP @t;O"q'| SYNO 20 MULTI _2gT1B Z!RRe]"y 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: r6`^>c 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。 "Eok;io 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。 IJ_'w[k =O3I[
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