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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

\OP9_J(*  
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。

1ADv?+j)A/  
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:
gd K*"U  
    ID  FOUR  ELEMENT  INFRARED  OBJECTIVE p/N62G  
    WAVL  4.000000  3.250000  2.500000 yu=piP  
    APS                1 a/34WFC  
    UNITS  MM _@~PL>g"p  
    OBB  0.000000   3.00000   30.00000   0.00000   0.00000   0.00000   30.00000 Y3<b~!f  
    MARGIN      1.270000 bTiBmS  
    BEVEL       0.254001 SAy{YOLtl  
    0 AIR @*SA$9/l  
    1 RAD   163.0500000000000   TH   4.50000000 JxHv<p[  
    1 N1  3.42403414  N2 3.42836910  N3 3.43782376 8]HY. $E  
    1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 QhsVIta  
    1 CTE    0.255000E-05 k&!6fZ)  
    1 GTB  U      'SILICON ' eKyqU9  
    1 EFILE  EX1    31.417334   31.417334   31.671335   0.000000 TVYz3~m  
    1 EFILE  EX2    31.014427   31.417334    0.000000 a}dw9wU!:  
    2 RAD    255.4500000000000   TH   5.55000000  AIR 94y9W#  
    2 AIR [8TS"ph>  
    2 EFILE  EX1    31.014427   31.417334    31.671335 %XR<isn  
    3 RAD    -721.5000000000000   TH    3.60000000 $cu]_gu  
    3 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 WI{; #A  
    3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 >e/ r2U  
    3 CTE    0.550000E-05 *x!LKIpv  
    3 GTB  U    'GE          ' 5#2jq<D  
    3 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644    0.000000 m &!XA  
    3 EFILE   EX2   30.633643   30.633643    0.000000 Wt:~S/l  
    4 RAD     -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR h9jc,X u5X  
    4 AIR u-:MVEm  
    4 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644 8O9Gs  
    5 RAD     145.5000000000000    TH    3.15000000 M9DgO4xl  
    5 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 ntZ~m  
    5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 d#8e~  
    5 CTE    0.550000E-05 r>O|L%xpv  
    5 GTB  U  'GE           ' qlvwK&W<QM  
    5 EFILE  EX1   27.236976   27.236976   27.490977  0.000000 TRy^hr8~  
    5 EFILE  EX2   26.712556   27.236976     0.000000 o[^Q y(2~  
    6 RAD    120.4500000000000  TH    13.20000000 AIR 1]Lh'.1^  
    6 AIR \XDmK   
    6 EFILE  EX1   26.712556   27.236976   27.490977 +q-c 8z  
    7 RAD    255.0000000000000   TH    4.50000000 I)lC{v  
    7 N1  3.42403414  N2  3.42836910  N3  3.43782376 Pk:zfC?4  
    7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 t}~UYG( h~  
    7 CTE    0.255000E-05 q:8\ e  
    7 GTB U       'SILICON        ' %6HX*_Mr&  
    7 EFILE  EX1   27.355510   27.355510   27.609511  0.000000 =f `=@]  
    7 EFILE  EX2   27.165926   27.355510    0.000000 KSsWjF}d  
    8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR }hq^+fC?  
    8 AIR aaT5u14%  
    8 EFILE  EX1   27.165926   27.355510   27.609511 6klD22b2$  
    9 RAD     -405.0000000000000   TH   0.00000000 AIR Z /h|\SyJ  
    9 AIR L#!$hq9{_  
    END
*{nunb>WO  
&=NJ  
让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。
b!,ja?  
    SYNOPSYS AI>THERM TEST C5;wf3  
qK,V$l(4#  
    WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES FJF3B)Va|  
    ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS xU:4Y0y8  
    SYNOPSYS AI>
`@MPkC y1  
1lsLG+Rpxi  
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:
~b#OFnyG  
    CHG F1J#Y$q~L  
    ALPHA A6061 Q.1XP  
    END
Z)5klg$c  
m/{Y]D{2  
现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro:
5;(0 $4I  
    HERM sjb-Me?  
    ATS 100 2 sS|<&3  
    END
1\IZcJ {  
E[ 0Sst x  
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
%z2oDAjX  
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。
0Gx*'B=  
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。 $ hoYkA  
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。
\6i 9q=  
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:
:v#8O~  
    THERM }H; ]k-)  
    COE 1 STYRENE wa2~C [  
    TCHANGE 1 w~]} acP  
    5 pLPd[a  
    ATS 100 2 m EFWo  
    END
418gcg6)  
T%w(P ^qk  
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:
=^by0E2  
    ACON 1 j~.u>4  
    PANT sY_fq.Z  
    VY  4  TH 1000 -1000 dbd"pR8v  
    VY  5  TH 1000 -1000 $sM]BE:  
    END Sw[=S '(l  
{8_:4`YZ  
    AANT 6B /Jp  
    ACON 1 pc^E'h:  
    M  0  1  A  DELF L-SdQTx_  
    M  8.103249  1  A  P  YA  1 V` U/'N-ay  
WI%zr2T  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 qgh]@JJh  
    GNO  0.5  1  3  M  0.5 oRtY?6^$  
    GNO  0.5  1  3  M  1.0 VyBJIzs0  
?(|TP^  
    ACON 2 'Kt4O9=p  
    M  0  1  A  DELF s~IA},F,\  
^Y*`D_-G  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 dd @COP?  
    GNO  0.5  1 3  M  0.5 4q@9  
    GNO  0.5  1 3  M  1.0 8Pnqmjjj  
    END c DEe?WS  
PEwW*4Xo  
    SNAP ` i^`Q  
    SYNO  20  MULTI
"=v J }  
`,8R~-GPD  
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:
D{Jc+Q$  
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。 4,R\3`b  
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
$O8EiC!f6  
dKN3ZCw*gF  

optics1210 2019-01-16 23:05
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