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optics1210 2018-09-28 17:26

无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件

#8"oqqYi  
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。

4k@n5JNa  
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:
/CNsGx%%  
    ID  FOUR  ELEMENT  INFRARED  OBJECTIVE s. A}ydtt  
    WAVL  4.000000  3.250000  2.500000 5kTs7zJ^  
    APS                1 v { >3)$1  
    UNITS  MM 4BCe;Q^6  
    OBB  0.000000   3.00000   30.00000   0.00000   0.00000   0.00000   30.00000 $$NWN?H~  
    MARGIN      1.270000 2.niB>  
    BEVEL       0.254001 ?#=xx.cF  
    0 AIR i83~&Q=  
    1 RAD   163.0500000000000   TH   4.50000000 8CZfz!2  
    1 N1  3.42403414  N2 3.42836910  N3 3.43782376 b-VygLN  
    1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 }u O YF  
    1 CTE    0.255000E-05 "4\  
    1 GTB  U      'SILICON ' ,.QJ S6Yv  
    1 EFILE  EX1    31.417334   31.417334   31.671335   0.000000 &=kv69v  
    1 EFILE  EX2    31.014427   31.417334    0.000000 U_5`  
    2 RAD    255.4500000000000   TH   5.55000000  AIR 1l#46?]~  
    2 AIR bp:`m>4<  
    2 EFILE  EX1    31.014427   31.417334    31.671335 Mg`!tFe3  
    3 RAD    -721.5000000000000   TH    3.60000000 } jJKE  
    3 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 T3z ovnR  
    3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 n >y,{"J{  
    3 CTE    0.550000E-05 Uw.')ZY=  
    3 GTB  U    'GE          ' 6Bjo9,L  
    3 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644    0.000000 ~ #3{5* M  
    3 EFILE   EX2   30.633643   30.633643    0.000000 FHr)xqo=~  
    4 RAD     -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR `w:kY9  
    4 AIR F1@Po1VTD  
    4 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644 hXjZ>n``  
    5 RAD     145.5000000000000    TH    3.15000000 -/JEKw c  
    5 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 -|m3=#  
    5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 /"gRyv  
    5 CTE    0.550000E-05 )C8^'*!  
    5 GTB  U  'GE           ' c}qpmWF  
    5 EFILE  EX1   27.236976   27.236976   27.490977  0.000000 /\/^= j  
    5 EFILE  EX2   26.712556   27.236976     0.000000  *XhlIQ  
    6 RAD    120.4500000000000  TH    13.20000000 AIR c{/R?<  
    6 AIR 5 qfvHQ ~M  
    6 EFILE  EX1   26.712556   27.236976   27.490977 Z?'CS|u d  
    7 RAD    255.0000000000000   TH    4.50000000 bN. G%1  
    7 N1  3.42403414  N2  3.42836910  N3  3.43782376 M co:eE  
    7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 F5Xb_&   
    7 CTE    0.255000E-05 0#J~@1Gf  
    7 GTB U       'SILICON        ' +QFKaS<sn  
    7 EFILE  EX1   27.355510   27.355510   27.609511  0.000000 r V%6 8x9  
    7 EFILE  EX2   27.165926   27.355510    0.000000 )- 3~^Y#r_  
    8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR :.*Q@X}-I  
    8 AIR 7y|U!r"Y  
    8 EFILE  EX1   27.165926   27.355510   27.609511 L K #A  
    9 RAD     -405.0000000000000   TH   0.00000000 AIR Og7yT{h_  
    9 AIR =IMmtOvJ  
    END
?l9sj]^w  
DA "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。
A`3KE9ED  
    SYNOPSYS AI>THERM TEST HqWWWCWal  
L[2qCxB'^  
    WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES a20w.6F  
    ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS w"9h_;'C_  
    SYNOPSYS AI>
KY  
JI!1 .]&  
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:
5qnei\~  
    CHG ,H7_eVLWR  
    ALPHA A6061 1 7~Pc  
    END
Z?o0Q\ }1  
Qf=^C Q=lV  
现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro:
B46:LQ9[  
    HERM DS(>R!bb  
    ATS 100 2 %HG+ |)b  
    END
Cb+sE"x]  
kC.dJ2^j+  
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
` 7iA?;  
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。
^&YtZjV  
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。 F-3=eKZ  
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。
Dr.eos4 ~  
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:
;I*t5{  
    THERM #a}w&O";  
    COE 1 STYRENE -KGJr  
    TCHANGE 1 :5~Dca_iU4  
    5 aE07#  
    ATS 100 2 ">Qxb.Y}  
    END
gV@xu)l  
$JOz7j(  
我们运行这个,ACON 2确实发生了变化。 现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。 对于此任务,我们使用优化程序。 这是我们的MACro:
)W\ )kDh!  
    ACON 1 %DiQTg7V,  
    PANT _E?tVx.6  
    VY  4  TH 1000 -1000 0e8  
    VY  5  TH 1000 -1000 )isS^O$qH  
    END _K#7#qp2  
k5\V:P=#  
    AANT hFA |(l6  
    ACON 1 Zl3l=x h  
    M  0  1  A  DELF Ye On   
    M  8.103249  1  A  P  YA  1 !6|_`l>G,  
2*D2jw  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 {O _X/y~  
    GNO  0.5  1  3  M  0.5 $HQ~I?r{Hf  
    GNO  0.5  1  3  M  1.0 @-)S*+8  
_]*[TGap  
    ACON 2 %t&Lq }e  
    M  0  1  A  DELF oX)a6FXK>  
n/;{-  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 -J63'bb7oi  
    GNO  0.5  1 3  M  0.5 TE&E f$h  
    GNO  0.5  1 3  M  1.0 ;*qXjv& K  
    END *m "@*O'  
k`>qb8,  
    SNAP M %zf?>])  
    SYNO  20  MULTI
',hoe  
-!+i ^r  
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:
aN"YEL>w  
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。 Z6gwAvf<  
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。
详情请咨询:sales@asdoptics.com      027-87582688
E~q3o*  
jF6Q:`k  

optics1210 2019-01-16 23:05
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