无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
EQvZ(-_;4 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。 M,R**z 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: )/Mk\``j ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE 5ieF8F% WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 -Z<V?SFOK APS 1 3m]8>1e1" UNITS MM *@-a{T} OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 #
VAL\Z MARGIN 1.270000 DQ{"6- BEVEL 0.254001 i\yp(tE%^ 0 AIR TEEt]R-y 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 xfFsW^w 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 so]p1@K 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Lt?k$U{qe) 1 CTE 0.255000E-05 9u^ yEqG` 1 GTB U 'SILICON ' !=B=1th4 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 7FYq6wi 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 ZR|n\. 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR /f Ui2[y 2 AIR ?Dn
6 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 )N}.n2Y8W 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 )"sJaHx< 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Y2&hf6BE 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 p8bAz 3 CTE 0.550000E-05 $Ao
iH{f 3 GTB U 'GE ' 11Y4oS 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 hha!uD~( 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 yq]/r=e!k 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR R GC DC*\ 4 AIR U_oei3QP 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 mgL{t"$c 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 hI}rW^o^ 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 F*{1, gb 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 8;+dlWp 5 CTE 0.550000E-05 z.6I6IfL\L 5 GTB U 'GE ' E!]d?t3b 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 o7^u@*"F 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 .'Rz
tBv 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR +T*]!9%<`: 6 AIR &$<7]a\dM 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 UkzLUok]U 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 _2p D 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 #Ab,h#f*7 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01
I5H#]U 7 CTE 0.255000E-05 96P3B}Dk 7 GTB U 'SILICON ' hutdw> 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 %YV3-W8S0 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 nZP%Z=p7 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR <v+M ~"%V 8 AIR -xMM}r
y 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 r6:c<p [c 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR A>Y!d9]ti 9 AIR D FN END o)SA^5 ?I}0[+)V 让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。 {cMf_qQ SYNOPSYS AI>THERM TEST #1VejeTi r3mQoTvnv WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES O od?ifA ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS h$#zuqm SYNOPSYS AI> qytH<UB ,?(IRiq% 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: NI)q<@ju CHG u.R ALPHA A6061 8Ssk>M* END e}bY9 o:nh3K/YJ 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: n^:Wc[[m HERM <F#/wU^9 ATS 100 2 ~ s# !\Ye END "u.4@^+i 0\a;}
S'g# 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 F%F :Gr/ 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。 :^*9Eb 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。 +~cW0z 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。 QJKVNOo 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: wML5T+ THERM ^ Z~'>J COE 1 STYRENE WlfS|/\%V^ TCHANGE 1 ]id5jVY 5 }Pf7YuUZZ ATS 100 2 69K*]s END .>bvI1 :"e,&
% 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: =h/0k
y ACON 1 jm$v0=W9# PANT '@
C\ ,E VY 4 TH 1000 -1000 L.1pO2zPe VY 5 TH 1000 -1000 f[$9k}. END j_Z"= b*@y/ e\u` AANT Ow7}&\;^- ACON 1 wU =@,K M 0 1 A DELF q9mYhT/Im M 8.103249 1 A P YA 1 km+}./@ vJE>H4qPmD GSO 0.5 5.332000 3 M 0 <+2M,fq+ GNO 0.5 1 3 M 0.5 8E9W\@\ GNO 0.5 1 3 M 1.0 is,r: 5Zdxn> ACON 2 Tl ?]K M 0 1 A DELF SpG^kI # ;q6FdS GSO 0.5 5.332000 3 M 0 I%q&4L7pj GNO 0.5 1 3 M 0.5 cr_Q,* GNO 0.5 1 3 M 1.0 -A A='s END MX.=k> /92m5p SNAP B U^3U x$ SYNO 20 MULTI TtaVvaz~> V/jEMJNks 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: K[(h2& 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。 3#@ETt0X( 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。 RO1xcCp (!^(74
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