无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
}+U} [G 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。 CFJ F}aW 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: n50XGv ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE 4kO[|~# WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 9OB[ig APS 1 M70X dn UNITS MM htbN7B( OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 ehO@3%z30c MARGIN 1.270000 (;=:QjaoZ BEVEL 0.254001 eWO^n>Y 0 AIR se](hu~w 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 L{$ZL & 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 h'wOslyFa 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Qg+0(odd 1 CTE 0.255000E-05 B\&;eZY'G 1 GTB U 'SILICON ' TRG(W^<F 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 zECdj'/ 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 Oqzz9+ 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR
v#0R 2 AIR Xui${UYN 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 \RZFq<6> 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 )5P*O5kQ - 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Z~o*$tF/ 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 c_xtwdkL9 3 CTE 0.550000E-05 #ej^K |Qx 3 GTB U 'GE ' }~dXz?{p8 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 WAiEINQ^) 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 eW)(u$C|qL 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR X ^>o/U 4 AIR Ak%M,``(L 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 N$J)Ow 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 {O*<1v9< 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 <Ft6d 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 =tl[?6 5 CTE 0.550000E-05 MP, l*wVd 5 GTB U 'GE '
GqhnE> 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 yG58?5\9 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 cA ;'~[ 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR POTW+Zq] 6 AIR ^z3-$98=A 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 w[PWJ! < 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 ~*-ar 6 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 F?'=iY<h 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 $DW3H1iW 7 CTE 0.255000E-05 i%H_ua 7 GTB U 'SILICON ' /B"h#v-o 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 o9M[Zr1@k 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 0~RsdQGqC 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR KC o<% 8 AIR !_s|h@ 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 4*OL^\% 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR wJh|$Vn 9 AIR hb9X<N+p END %a+X\\v2 UiS9uGj 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。 mnL
\c' SYNOPSYS AI>THERM TEST 12Qcjj%F* :7p0JGd WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES <5/r ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS a>`\^>G4 SYNOPSYS AI> 4vTO # F ` 1DJwe2 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: "5e~19 CHG ?HVsIAU ALPHA A6061 C1P{4 U END :N^1T6v ?ECmPS1 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: ^4]#Ri=U HERM m_~
p G ATS 100 2 CmRn END JY0t Hs \(.&E`r 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 9}`O*A=KC 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。 /dhx +K~ 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。 JU:!lyd 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。 lO8.Q"mxo 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: #})Oz| c THERM rwFR5 COE 1 STYRENE `3kE$h# TCHANGE 1 y?<[g;MuT 5 7Upm ATS 100 2 o^4qY END >1a-}>r IGT~@); 我们运行这个,ACON 2确实发生了变化。 现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。 对于此任务,我们使用优化程序。 这是我们的MACro: c a_N76o! ACON 1 p+;Re2Uyg PANT gB&]kHLO VY 4 TH 1000 -1000 +-'qI_xo VY 5 TH 1000 -1000 [{N
i94:d END "$+naY{w MjE.pb AANT qyUcjc%[ ACON 1 /V~L:0% M 0 1 A DELF (U2G" M 8.103249 1 A P YA 1 = Ii@-C swG^L$r` GSO 0.5 5.332000 3 M 0 *)ed( +b GNO 0.5 1 3 M 0.5 *]z.BZI: GNO 0.5 1 3 M 1.0 b@^M|h.Va -QIcBzw;q ACON 2 /}2
bsiJT M 0 1 A DELF 3k;U#H NUH;GMj,, GSO 0.5 5.332000 3 M 0 C-qsyJgZy GNO 0.5 1 3 M 0.5 nen6!bw4 GNO 0.5 1 3 M 1.0 |/arxb& END ~D@V@sX @<CJbFgJp SNAP jCW>=1:JGY SYNO 20 MULTI |C'w] QYm ,p1 (0i 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: ;VK;_d 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。 x~ s> 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。 [2 2IF 1?(BWX)7
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