无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
1mA)=hu 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。 /?2yo{Fg 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: ?86h:9 ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE gU+BRTZ&x WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 {"4t`dM APS 1 *Q51'?y UNITS MM MV=.(Zs OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 t*Lo;]P MARGIN 1.270000 ?e&CbVc4 BEVEL 0.254001 oJXZ}>>iT 0 AIR x1A^QIuxO 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 'fK_J}+P 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 |a^ydwb 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 b/ZX}<s(1= 1 CTE 0.255000E-05 2LD4f[a; 1 GTB U 'SILICON ' i.K}(bo;b 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 dqd Qt_ 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 /[{?zS{ 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR zhYE#hv2 2 AIR
-pX/Tt6 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 nC>#@*+jK 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 4.??U!r>KI 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 P[gk9{sv 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 TD\QX2m 3 CTE 0.550000E-05 mHw1n=B 3 GTB U 'GE ' .@=d I 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 [C7:Yg7 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 h"ZF,g;a 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR :q6hT<f; 4 AIR }8x[ 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 EHo"y.ODg 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 o"'VI4 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 D8Ni=.ALL 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 *OsXjL`f 5 CTE 0.550000E-05 *?\2Ohp 5 GTB U 'GE ' u45e>F= 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 p4aM`PW8>= 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 fI}-?@ 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR JziMjR 6 AIR C'zMOR6c 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 N#ex2c 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 z!RA=]3h 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Txp~&a03 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 "gK2!N|# 7 CTE 0.255000E-05 hi.{ 7 GTB U 'SILICON ' 3c-ve$8u~ 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 XtQ3$0{*% 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 e@F&/c 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR nz>A\H 8 AIR BDB-OJ 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 ",~3&wx 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR (<8T*Xo 9 AIR 4H\O&pSS END -B`;Sx xnh%nv<v{ 让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。 *23 SYNOPSYS AI>THERM TEST #!,xjd QP\vN|r WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES 9N'$Y*. d< ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS x`B:M7+\ SYNOPSYS AI> Tri.>@-u %lV>Nc|iz= 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: ]JhtO{ CHG U*6-Y%7 ALPHA A6061 1noFXzeU3 END 4)XN1r: =Oo*7|Z 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: LO` (V HERM
;$|+H"g| ATS 100 2 tQwbIX-7/ END qBCZ)JEN#U [r]USCq 这将镜头的副本放在多重结构2中,所有参数也都随着温度从默认的20到100度的变化而变化,这是ACON 2现在的样子 +mF}j=k 有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么好处。 首先,单击按钮 在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮 ),然后单击PAD显示中的表面4。 我们怀疑以下空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化必须非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 o'H$g% 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。 Gjv'$O2_ 再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击Add Surface按钮 。现在点击表面4和5之间的透镜图中的轴。插入虚拟表面。 Z?v9ub~% 现在我们必须告诉程序,从5到6的膨胀系数与默认的铝不同。 关闭WS并创建一个新的THERM文件: ^[id8 THERM ]v9<^! COE 1 STYRENE Zr$PSp} TCHANGE 1 "bw4{pa+ 5 ,'ndQ{\9 ATS 100 2 N%Lh_2EzqV END M5%xp.B wvUph[j}J 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: c)Y I3G$ ACON 1 |
C2k( PANT g5T~%t5lo VY 4 TH 1000 -1000 2b3*zB*@V VY 5 TH 1000 -1000 hW|t~|j#_ END ! Noabt g[eI-J+F AANT D/{- ACON 1 g@1MImc'! M 0 1 A DELF moc_}( M 8.103249 1 A P YA 1 ?=PQQx2_*u :b.#h7Qt< GSO 0.5 5.332000 3 M 0 wefQmRK GNO 0.5 1 3 M 0.5 K
IqF"5 GNO 0.5 1 3 M 1.0 bBDgyFSI< uF<F4m; ACON 2 f|b|\/.= M 0 1 A DELF E^|b3G6T 7p~@S4 GSO 0.5 5.332000 3 M 0 .Q?AzU,2D GNO 0.5 1 3 M 0.5 ]cA){^.Jz GNO 0.5 1 3 M 1.0 sA`
bPh k END Q2Q`g`* O: ls/:/x(5d SNAP ;JAe=wt^'I SYNO 20 MULTI =Qz8"rt# 0|NbU 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: p?dMa_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。 |5Z@7 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。 uQ&xoDCB !E$S&zVMQ
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