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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

b6(yyYdF  
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。

Xz@>sY>Jc  
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:
V]2z5u_q  
    ID  FOUR  ELEMENT  INFRARED  OBJECTIVE 8K/lpqw  
    WAVL  4.000000  3.250000  2.500000 Ww~0k!8,t  
    APS                1 z=U!D `]v  
    UNITS  MM k|D!0^HE[  
    OBB  0.000000   3.00000   30.00000   0.00000   0.00000   0.00000   30.00000 tQ67XAb  
    MARGIN      1.270000 |"< I\Vs:  
    BEVEL       0.254001 #wyS?FP-  
    0 AIR XTJ>y@  
    1 RAD   163.0500000000000   TH   4.50000000 '9gI=/29D  
    1 N1  3.42403414  N2 3.42836910  N3 3.43782376 ~83P09\T%  
    1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 (r4\dp&  
    1 CTE    0.255000E-05 ,d+mT^jN  
    1 GTB  U      'SILICON ' ,L;vN6~  
    1 EFILE  EX1    31.417334   31.417334   31.671335   0.000000 _<7FR:oBZ  
    1 EFILE  EX2    31.014427   31.417334    0.000000 DPOPRi~  
    2 RAD    255.4500000000000   TH   5.55000000  AIR v=>Gvl3&U  
    2 AIR v(O.GhJ@  
    2 EFILE  EX1    31.014427   31.417334    31.671335 =)8Ct  
    3 RAD    -721.5000000000000   TH    3.60000000 ._Xtb,p{  
    3 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 wW4S@m  
    3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 qu%s 7+  
    3 CTE    0.550000E-05 2'U9!. o  
    3 GTB  U    'GE          ' i.]zq  
    3 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644    0.000000 V]}b3Y!(  
    3 EFILE   EX2   30.633643   30.633643    0.000000 Kc0OLcu^d  
    4 RAD     -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 08a|]li  
    4 AIR 3XtGi<u  
    4 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644 sh2bhv]  
    5 RAD     145.5000000000000    TH    3.15000000 rE:>G]j6  
    5 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 eZi<C}z  
    5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 $@)d9u cd  
    5 CTE    0.550000E-05 : 4WbDeR  
    5 GTB  U  'GE           ' G m! ]   
    5 EFILE  EX1   27.236976   27.236976   27.490977  0.000000 dk/*%a +  
    5 EFILE  EX2   26.712556   27.236976     0.000000 }q W aE  
    6 RAD    120.4500000000000  TH    13.20000000 AIR beE%%C]X  
    6 AIR D$E9%'ir  
    6 EFILE  EX1   26.712556   27.236976   27.490977 rR~X>+K  
    7 RAD    255.0000000000000   TH    4.50000000 ;G]'}$`/q  
    7 N1  3.42403414  N2  3.42836910  N3  3.43782376 ;g jp&g9Q  
    7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 p%1m&/ `F  
    7 CTE    0.255000E-05 ud D[hPJd  
    7 GTB U       'SILICON        ' qGCg3u6  
    7 EFILE  EX1   27.355510   27.355510   27.609511  0.000000 a7G2C oM8  
    7 EFILE  EX2   27.165926   27.355510    0.000000 XD}_9p  
    8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR gUA}%YXe  
    8 AIR Zd ,=  
    8 EFILE  EX1   27.165926   27.355510   27.609511 1,'^BgI,  
    9 RAD     -405.0000000000000   TH   0.00000000 AIR qhtAtP>i"  
    9 AIR <v k$eB8EC  
    END
|81N/]EER  
=osw3"ng  
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。
wt S*w  
    SYNOPSYS AI>THERM TEST {C6;$#7P  
@0,dyg<$>  
    WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES cV,Dl`1r  
    ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS  q)+ n2FM  
    SYNOPSYS AI>
8{ %9%{  
#9VY[<  
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:
W%K8HAP"  
    CHG 8T )ELhTj  
    ALPHA A6061 I>Fh*2  
    END
Cpv%s 1M  
$ n[7  
现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro:
%nf=[f  
    HERM '<S:|$ $  
    ATS 100 2 q Xhf?x  
    END
&W// Ox )f  
h\\2r>  
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
JBAK*g  
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。
[(EH  
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。 b2%bgs  
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。
T JS1,3<  
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:
|S`yXsg  
    THERM bI6wE'h  
    COE 1 STYRENE ULmdt   
    TCHANGE 1 I} fcFL8  
    5 FKnQwX.0  
    ATS 100 2 oHd0 <TO  
    END
KVpAV$|e  
-G#@BtB2+  
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:
{<4?o? 1 g  
    ACON 1 ]G~N+\8]U  
    PANT J*KBG2+13  
    VY  4  TH 1000 -1000 4eL54).1O  
    VY  5  TH 1000 -1000 _XNR um4  
    END yi-"hT`  
rRrW   
    AANT {&u7kWD|  
    ACON 1 Qwo9>ClC  
    M  0  1  A  DELF tSc>@Q_|  
    M  8.103249  1  A  P  YA  1 UJ)M:~O  
Yk@s"qm3  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 q=% C (  
    GNO  0.5  1  3  M  0.5 qs1.@l("  
    GNO  0.5  1  3  M  1.0 pXj/6+^  
)LrCoI =|  
    ACON 2 $0 S#d@v}  
    M  0  1  A  DELF vp75u93  
)F#<)Evw  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 /Q>{YsRRB  
    GNO  0.5  1 3  M  0.5 Fif^V  
    GNO  0.5  1 3  M  1.0 ~eOj:H  
    END m-S33PG{  
-WBz]GW4r  
    SNAP '[yqi1 &  
    SYNO  20  MULTI
b|8>eY  
+6M+hO]  
这将尝试在两个温度下保持系统聚焦并尝试同时保持图像质量。 我们运行这个,现在ACON 2中的镜头比以前更好:
^r$iN %&~  
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。 Nk7eiQ  
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
U[e8K  
8xpYQ<cax  

optics1210 2019-01-16 23:05
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