无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
0h#M)Ft 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。 Xhi?b| 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: 9[D7N ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE wNZ7(W.U WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 M6iKl APS 1
6qlr+f UNITS MM GHY>DrXO1u OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 ;>N ~,Q MARGIN 1.270000 =HHg:" BEVEL 0.254001 -cgukl4Va 0 AIR _3a
5/IZ 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 k 9rnT)YU 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376
ZsZ1 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 d}_c( 1 CTE 0.255000E-05 @_3$(*n$~ 1 GTB U 'SILICON ' ^q\zC%. 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 DlI5} Jh 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 Hea<!zPH 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR JuSS5 _& 2 AIR ;kBies>V 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 N/BU%c
ph+ 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 *.g?y6d 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Z >=Y 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Sj?sw]3 3 CTE 0.550000E-05 G>QTPXcD 3 GTB U 'GE ' B:cOcd?p 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 1#"Q' ,7 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 ~py0Vx,F 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR %<yM=1~> 4 AIR ,np`:fBMy 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0h4}RmS 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 i5Q<~;Z+ 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 E e>j7k.G. 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 6a?p?I K^ 5 CTE 0.550000E-05 (p=GR# 5 GTB U 'GE ' #Ca's'j&f 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 ;NE/!! 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 (L%q/$ 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR 0!`7kZrN 6 AIR .N&}<T[ 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 :n9~H+! 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 y#;VGf6lj 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 |wQZ~Ux: 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 pIiED9 7 CTE 0.255000E-05 N'P,QiR,z< 7 GTB U 'SILICON ' s$x] fO 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 f*{;\n(.t 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 a] =\h'S 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR Ag0_^ 8 AIR &> .1%x@R 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 x=Jn&4q 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR NqE7[wH 9 AIR fMPq END N09+id g
iLcadX 让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。 v9lBk]c SYNOPSYS AI>THERM TEST !r
obau7 zB"
`i WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES ,9wenr ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS cjC6\.+l3 SYNOPSYS AI> '8kjTf#g<l %yM'
Z[- 实际上,这个镜头从未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件解决了这个问题,分配铝型6061的系数: {JCz^0DV CHG J?quYlS ALPHA A6061 ~Z6p3#
!o END ANQa2swM np\2sa` 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: }"B? 8T@_~ HERM 2$zq ( ATS 100 2 ivz?-X4] END wU)5Evp[ 76Vyhf&7 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 RG
r'<o ) 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。 .4re0:V 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。 |\n)<r_ 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。 4O_+4yS 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: e$+f~~K THERM fMEv85@JL COE 1 STYRENE w[7.@ %^[ TCHANGE 1 3p
1EScH 5
G<-9U}~76 ATS 100 2 maUHjI
5A- END ^x"c0R^ W;oU +z^t$ 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: dFP-(dX# ACON 1 *tfDXQ^mN PANT hf+/kc!>i VY 4 TH 1000 -1000 l&??2VO/t VY 5 TH 1000 -1000 N!Wq}#&l END j)tCr Py =#Cf5s6qt AANT h9BD
^j ACON 1 Hl2f`GZ
M 0 1 A DELF Z:lB:U'o M 8.103249 1 A P YA 1 ]AZ\5C-J JdUz!=I GSO 0.5 5.332000 3 M 0 {I9N6BQ& GNO 0.5 1 3 M 0.5 Hdbnb[e GNO 0.5 1 3 M 1.0 3pTS@ c."bTq4tJ ACON 2 K[LVT]3 n M 0 1 A DELF ?F87C[o tk)>CK11 GSO 0.5 5.332000 3 M 0 @Tfwh/UN GNO 0.5 1 3 M 0.5 Z"n'/S:q GNO 0.5 1 3 M 1.0 R2Rstk END Fi?Q
4b le^_6|ek SNAP +)JNFy- SYNO 20 MULTI eN|HJ= k99gjL` 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: >1a\%G 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。 H#|Z8^ *Ds 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。 "wF
?Hamz PJK]t7vp
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