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 ' ,.QJS6Yv 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 T3zovnR 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 -/JEKwc 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 /"g Ryv 5 CTE 0.550000E-05 )C8^'*! 5 GTB U 'GE ' c}qpmW F 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|ud 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 rV%68x9 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 a 20w.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=^CQ=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 aE 07# 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 YeOn 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。 E~q3o* jF6Q:`k
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