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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

=5|5j!i=q  
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。

2DC#PX)i  
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:
#`fT%'T!  
    ID  FOUR  ELEMENT  INFRARED  OBJECTIVE l46F3C|  
    WAVL  4.000000  3.250000  2.500000 @Hf }PBb  
    APS                1 YQ)m?=+J  
    UNITS  MM ~ /x42|t  
    OBB  0.000000   3.00000   30.00000   0.00000   0.00000   0.00000   30.00000 ". 0W8=  
    MARGIN      1.270000 h^0mjdSp,  
    BEVEL       0.254001 Ax^'unfQ:  
    0 AIR :9YQX(l8  
    1 RAD   163.0500000000000   TH   4.50000000 `l+SJLyJ%  
    1 N1  3.42403414  N2 3.42836910  N3 3.43782376 ~ 9;GD4  
    1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 JgB# EoF  
    1 CTE    0.255000E-05 i`SF<)M(  
    1 GTB  U      'SILICON ' !:t9{z{Ixg  
    1 EFILE  EX1    31.417334   31.417334   31.671335   0.000000 jwq"B$ap  
    1 EFILE  EX2    31.014427   31.417334    0.000000 gCJ'wv)6|%  
    2 RAD    255.4500000000000   TH   5.55000000  AIR }gW}Vr <  
    2 AIR ;9PM?Iy[  
    2 EFILE  EX1    31.014427   31.417334    31.671335 :z\f.+MI  
    3 RAD    -721.5000000000000   TH    3.60000000 ?},ItJ#>)q  
    3 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 1;P\mff3Y  
    3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 *02( J  
    3 CTE    0.550000E-05 V"p<A  
    3 GTB  U    'GE          ' eFio,  
    3 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644    0.000000 2 QmUg  
    3 EFILE   EX2   30.633643   30.633643    0.000000 Pp/{keEye  
    4 RAD     -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ,2TqzU;  
    4 AIR 2jW>uk4/i  
    4 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644 QB[s8"S  
    5 RAD     145.5000000000000    TH    3.15000000 9^ r  
    5 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 *jK))|%  
    5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 >>$|,Q-.  
    5 CTE    0.550000E-05 QP B"E W  
    5 GTB  U  'GE           ' $P(nh'\  
    5 EFILE  EX1   27.236976   27.236976   27.490977  0.000000 V)2_T!e%*  
    5 EFILE  EX2   26.712556   27.236976     0.000000 OD]J@m  
    6 RAD    120.4500000000000  TH    13.20000000 AIR xiF%\#N  
    6 AIR pD#"8h  
    6 EFILE  EX1   26.712556   27.236976   27.490977 :xPvEK[B7  
    7 RAD    255.0000000000000   TH    4.50000000 ]uvbQ.l_t  
    7 N1  3.42403414  N2  3.42836910  N3  3.43782376 5gD)2Q6  
    7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 pCmJY  
    7 CTE    0.255000E-05 2 mZ/ 3u  
    7 GTB U       'SILICON        ' 6Qb)Uq3}]  
    7 EFILE  EX1   27.355510   27.355510   27.609511  0.000000 *$(CiyF!  
    7 EFILE  EX2   27.165926   27.355510    0.000000 pU ]{Z(  
    8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR -YV4  O  
    8 AIR <S$21NtM87  
    8 EFILE  EX1   27.165926   27.355510   27.609511 HiG/(<bs9O  
    9 RAD     -405.0000000000000   TH   0.00000000 AIR %h"< IA S.  
    9 AIR WdqK/s<jM  
    END
E ZKz-}  
#`4^zU)  
让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。
6wB>-/'Y  
    SYNOPSYS AI>THERM TEST *'YNRM\}  
g u =fq\`  
    WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES &t/<yq}{  
    ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS |u"R(7N*  
    SYNOPSYS AI>
 sGls^J)  
e H  
实际上,这个镜头从未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件解决了这个问题,分配铝型6061的系数:
pMp9 O/u%  
    CHG [7 `Dgnmq  
    ALPHA A6061 \~t~R q  
    END
d:pm|C|F  
y]]Vp~R:[  
现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro:
\a2oM$PX  
    HERM ?gwbg*  
    ATS 100 2 ~e<'t4  
    END
'uAC oME@  
1IQOl  
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
@Q\$dneY  
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。
*rz(}(r  
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。 $lAb6e$n  
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。
k*3_) S -  
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:
aE+$&_>ef  
    THERM [l%fL9  
    COE 1 STYRENE M(zY[O  
    TCHANGE 1 SE9u2Jk  
    5 kqigFcz!Y  
    ATS 100 2 60%~+oHi~  
    END
&9dr+o-(~  
P9i9<pR  
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:
y?z_^ppj  
    ACON 1 +.#S[G  
    PANT hf^`at  
    VY  4  TH 1000 -1000 O;BMwg_7  
    VY  5  TH 1000 -1000 !BQ ELB$0  
    END 0rJ\e  
W|rFl]~a  
    AANT #1dTM-  
    ACON 1 @52=3  
    M  0  1  A  DELF 4a.e ,gitf  
    M  8.103249  1  A  P  YA  1 5f&{!N  
$ l sRg:J  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 Rc:cVK  
    GNO  0.5  1  3  M  0.5 W[X!P)=w]  
    GNO  0.5  1  3  M  1.0 7! b)'W?  
-~O;tJF2  
    ACON 2 w4fJ`,  
    M  0  1  A  DELF <aSLm=  
<x0uO  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 m wEVEx24  
    GNO  0.5  1 3  M  0.5 XJlDiBs9=Q  
    GNO  0.5  1 3  M  1.0 [+MH[1Vr={  
    END _ U8OIXN  
gvc' $9%  
    SNAP @t; O"q'|  
    SYNO  20  MULTI
_ 2gT1B  
Z!RRe]"y  
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:
r6`^>c  
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。 "E ok;io  
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
IJ_ 'w[k  
=O3I[  

optics1210 2019-01-16 23:05
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