无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
PWmz7*/ 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。 U=t'>;(g 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: D#$gdjZ ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE P$QjDu- WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 =I5XG"", APS 1 7^iAc6QSy3 UNITS MM s +GF-kJ* OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 jgstx3 MARGIN 1.270000 k|_2aQ02 BEVEL 0.254001 bPOx~ CMh 0 AIR w*
I+~o- 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 C1/jA>XW 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 '-vyQ^ 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 yRznP) 1 CTE 0.255000E-05 y(dS1.5F 1 GTB U 'SILICON ' 9,W-KM 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 {eXYl[7n 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 /Ow?nWSt 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR z(WpOD 2 AIR HZm
i? 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 !BX62j\? 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 LnDj 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Q#N+5<]J)# 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 *p3P\ H^5 3 CTE 0.550000E-05 mQs$7t[>t 3 GTB U 'GE ' (*ng$zZ$ 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 E1C_d' 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 Wa(S20yF 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR /4?`F}7) 4 AIR f*],j 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 =5`@:!t7 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 q(7D8xG;F 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 !_) ^bRd 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ^{s0d+@{ 5 CTE 0.550000E-05 =M5M; 5 GTB U 'GE ' j 7URg>i0 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 a,~P_B|@ 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 #+
'@/5{ n 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR J7GsNFL 6 AIR $at|1+bQ 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 'EV *-_k 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 @>5<m'}2 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ku?_/-ko] 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 pCc7T-"og 7 CTE 0.255000E-05 V+24- QWh 7 GTB U 'SILICON ' Bx-,"Z \ 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 Aa>gN 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 MPbPq3an 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR C8:"+; 8 AIR H4NEB1TO> 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 %KF:-
w 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR *]WXM.R8 9 AIR Y}uQ`f END A=UIN! ^4pKsO3ul 让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。 |nN/x<v SYNOPSYS AI>THERM TEST #<Nvy9 cl{W]4*$ WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES ]Cn*C{ ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS g@i>R> SYNOPSYS AI> DA)v3Nd %J7mZB9 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: zL'IN)7MU CHG qLi9ym, ] ALPHA A6061 (V.,~t@ END wp.e3l 4V|z)=)A 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: / 7X dV HERM 1L8ULxi_?] ATS 100 2 J xm9@, END noNF;zT 4c[)}8\ 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 1 {x~iZa 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。 gkML .u 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。 H
r^15 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。 <hZ}34?]i2 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: $;uWj| THERM S~Iw?SK3 COE 1 STYRENE %;(|KrUN TCHANGE 1 cJ##K/es 5 ;Z1U@2./ ATS 100 2 * \o$-6<
END 0t COb9 >'-w%H/ 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: >Ug?O~- ACON 1 &1E~ \8U PANT #VdI{IbW VY 4 TH 1000 -1000 MAe<.DHY VY 5 TH 1000 -1000 Kwl qi]~ END fE%[j?[ \As oeeF AANT Dg>'5`& ACON 1 R^yZG{?t M 0 1 A DELF YNC0Z'c9 M 8.103249 1 A P YA 1 ?[S
>&Vq AIl$qPKj& GSO 0.5 5.332000 3 M 0 {8#N7(%z GNO 0.5 1 3 M 0.5 HM@}!6/s GNO 0.5 1 3 M 1.0 52MCU l ra%R:xX ACON 2 A_jB|<bjTP M 0 1 A DELF < [S1_2b.t N=Uc=I7C GSO 0.5 5.332000 3 M 0 &@W4^-9 GNO 0.5 1 3 M 0.5 E]H GNO 0.5 1 3 M 1.0 l0caP( END #OD@q; n-y^7'v SNAP ? gA=39[j SYNO 20 MULTI WE 5"A|
= 3j+=3n, 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: <RoX| zJw 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。 V+=*2?1 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。 c3zT(FgO>N xMSNrOc
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