无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
\OP9_J(* 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。 1ADv?+j)A/ 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: gd
K*"U ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE p/N 62G WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 yu=piP APS 1 a/34WFC UNITS MM _@~PL>g"p OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 Y3<b~!f MARGIN 1.270000 bTiBmS BEVEL 0.254001 SAy{YOLtl 0 AIR @*SA$9/l 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 JxHv<p[ 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 8]HY. $E 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 QhsVIta 1 CTE 0.255000E-05 k&!6fZ) 1 GTB U 'SILICON ' eKyqU9 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 TVYz3~m 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 a}dw9wU!: 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR 94y9W# 2 AIR [8TS"ph> 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 %XR<isn 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 $cu]_gu 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 WI{ ;#A 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 >e/ r2U 3 CTE 0.550000E-05 *x!LKIpv 3 GTB U 'GE ' 5#2jq<D 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 m
&!XA 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 Wt:~S/l 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR h9jc,Xu5X 4 AIR u-:MVEm 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 8O9Gs 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 M9DgO4xl 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ntZ~m 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 d#8e~ 5 CTE 0.550000E-05 r>O|L%xpv 5 GTB U 'GE ' qlvwK&W<QM 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 TRy^hr8~ 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 o[^Q y(2~ 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR 1]Lh'.1^ 6 AIR \XDmK 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 +q-c8z 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 I)lC{v 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Pk:zfC?4 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 t}~UYG(h~ 7 CTE 0.255000E-05 q :8\e 7 GTB U 'SILICON ' %6HX*_Mr& 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 =f `=@] 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 KSsWjF}d 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR }hq^+fC? 8 AIR aaT5u14% 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 6klD22b2$ 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR Z/h|\SyJ 9 AIR L#!$hq9{_ END *{nunb>WO &=NJ 让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。 b!,ja? SYNOPSYS AI>THERM TEST C5;wf3 qK,V$l(4# WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES FJF3B)Va| ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS xU:4Y0y8 SYNOPSYS AI> `@MPkCy1 1lsLG+Rpxi 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: ~b#OFnyG CHG F1J#Y$q~L
ALPHA A6061 Q.1XP END Z)5klg$c m/{Y]D{2 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: 5;(0 $4I HERM sjb-Me? ATS 100 2 sS|<&3 END 1\IZcJ { E[ 0Sst x 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 %z2oDAjX 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。 0Gx*'B= 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。 $ hoYkA 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。 \6i9q= 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: :v#8O~ THERM }H; ]k-) COE 1 STYRENE w a2~C [ TCHANGE 1 w~]}acP 5 pLPd[a ATS 100 2 m
EFWo END 418gcg6) T%w(P ^qk 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: =^by0E2 ACON 1 j ~.u>4 PANT sY_fq.Z VY 4 TH 1000 -1000 dbd"pR 8v VY 5 TH 1000 -1000 $sM]BE: END Sw[=S '(l {8_:4`YZ AANT 6B
/Jp ACON 1 pc^E'h: M 0 1 A DELF L-SdQTx_ M 8.103249 1 A P YA 1 V`U/'N-ay WI%zr2T GSO 0.5 5.332000 3 M 0 qgh]@JJh GNO 0.5 1 3 M 0.5 oRtY?6^$ GNO 0.5 1 3 M 1.0 VyBJIzs0 ?(|TP^ ACON 2 'Kt4O9=p M 0 1 A DELF s~IA},F,\ ^Y*`D_-G GSO 0.5 5.332000 3 M 0 dd
@COP? GNO 0.5 1 3 M 0.5 4q@9 GNO 0.5 1 3 M 1.0 8Pnqmjjj END c DEe?WS PEwW*4Xo SNAP `
i^`Q SYNO 20 MULTI "=v J} `,8R~-GPD 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: D{Jc+Q$ 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。 4,R\3`b 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。 $O8EiC!f6 dKN3ZCw*gF
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