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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

eoiz]L  
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。

VrIN.x  
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:
OxHcoNrz  
    ID  FOUR  ELEMENT  INFRARED  OBJECTIVE }#ink4dK:  
    WAVL  4.000000  3.250000  2.500000 Q.N!b 7r7  
    APS                1 [Hh*lKg  
    UNITS  MM 9]eG |LFD  
    OBB  0.000000   3.00000   30.00000   0.00000   0.00000   0.00000   30.00000 ?UsCSJ1V  
    MARGIN      1.270000 6kAAdy}ck  
    BEVEL       0.254001 a2P)@R  
    0 AIR /EjXyrn2  
    1 RAD   163.0500000000000   TH   4.50000000 C^ZoYf8+"m  
    1 N1  3.42403414  N2 3.42836910  N3 3.43782376 G_+/ e]P  
    1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 v0 C+DKi  
    1 CTE    0.255000E-05 %9cT#9!7  
    1 GTB  U      'SILICON ' [FBS|v#T  
    1 EFILE  EX1    31.417334   31.417334   31.671335   0.000000 uWJJ\  
    1 EFILE  EX2    31.014427   31.417334    0.000000 .i*oZ'[X  
    2 RAD    255.4500000000000   TH   5.55000000  AIR }H ~-oYMu  
    2 AIR C3'xU`=7  
    2 EFILE  EX1    31.014427   31.417334    31.671335 L\#YFf  
    3 RAD    -721.5000000000000   TH    3.60000000 lC($@sC%  
    3 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 LK}g<!o(  
    3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 30v xOkS  
    3 CTE    0.550000E-05 r^5%0_F]  
    3 GTB  U    'GE          ' P!79{8  
    3 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644    0.000000 .Y6v#VI  
    3 EFILE   EX2   30.633643   30.633643    0.000000 sU>IETo  
    4 RAD     -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR -))S  
    4 AIR Bz/ba *  
    4 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644 +,,(8=5 g  
    5 RAD     145.5000000000000    TH    3.15000000 @k i|# ro  
    5 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 Gwk$<6E  
    5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 kt6)F&;$  
    5 CTE    0.550000E-05 `df!-\#  
    5 GTB  U  'GE           ' DgT]Nty@b  
    5 EFILE  EX1   27.236976   27.236976   27.490977  0.000000 J8)l,J"  
    5 EFILE  EX2   26.712556   27.236976     0.000000 7<su8*?  
    6 RAD    120.4500000000000  TH    13.20000000 AIR 8&U Mmbgy  
    6 AIR /3M8 ;>@u  
    6 EFILE  EX1   26.712556   27.236976   27.490977 \-yI dKj  
    7 RAD    255.0000000000000   TH    4.50000000 *Z#OfB4}  
    7 N1  3.42403414  N2  3.42836910  N3  3.43782376 lk>\6o:  
    7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 sT;wHtU  
    7 CTE    0.255000E-05 GQYR`;>  
    7 GTB U       'SILICON        ' iyn9[>j e  
    7 EFILE  EX1   27.355510   27.355510   27.609511  0.000000 q=pRe-{  
    7 EFILE  EX2   27.165926   27.355510    0.000000 u)<]Pb})r  
    8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR qb[hKp5K6  
    8 AIR 8?iI;(  
    8 EFILE  EX1   27.165926   27.355510   27.609511 ah*{NR)  
    9 RAD     -405.0000000000000   TH   0.00000000 AIR _^W;J/He  
    9 AIR JlYZ\  
    END
pl).U#7`  
 ,]EhDW6  
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。
+ ,Krq 3P  
    SYNOPSYS AI>THERM TEST joI)6c  
>Lo\?X~  
    WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES P<IDb%W  
    ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS Z5Lmg  
    SYNOPSYS AI>
u@dvFzc  
v \i"-KH  
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:
 2yJ{B   
    CHG YVc cO~!8  
    ALPHA A6061 `h@fW- r  
    END
'Ou C[$Z  
R `ViRJh  
现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro:
Dnd; N/9  
    HERM f|,Kh1{e  
    ATS 100 2 ]mMJ6n  
    END
JwbZ`Z*w  
]JkEf?;.  
这将镜头的副本放在多重结构2中,所有参数也都随着温度从默认的20到100度的变化而变化,这是ACON 2现在的样子
I(^0/]'  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么好处。 首先,单击按钮 在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮 ),然后单击PAD显示中的表面4。 我们怀疑以下空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化必须非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。
Imv#7{ndq  
实际上,图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.7到65.577。 我们越来越近了。 现在我们必须找出一种方法,使元件3以那种方式随温度移动。 有时可行的一个技巧是设计具有外套管的单元,外套管从表面4向右延伸,经过下一个元件,然后使用内套管返回中途并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则元件3的净运动将小于全铝套管的净运动。 y7hDMQ c'  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击Add Surface按钮 。现在点击表面4和5之间的透镜图中的轴。插入虚拟表面。
4`i8m  
现在我们必须告诉程序,从5到6的膨胀系数与默认的铝不同。 关闭WS并创建一个新的THERM文件:
kQmkS^R  
    THERM e ymv/  
    COE 1 STYRENE Kn:Ml4[;  
    TCHANGE 1 8</wQ6&|  
    5 %_W4\  
    ATS 100 2 DURWE,W>  
    END
o#p%IGG`  
'yPKQ/y$x  
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:
[uU!\xe  
    ACON 1 u79- B-YW^  
    PANT iv>MIdIm  
    VY  4  TH 1000 -1000 :m<&Ff}  
    VY  5  TH 1000 -1000 $Wj= V  
    END k^Qf |  
s21} a,eB  
    AANT RKP, w %  
    ACON 1 K\2{SjL:B  
    M  0  1  A  DELF w*6b%h%ww  
    M  8.103249  1  A  P  YA  1 Mm$\j*f/  
mi] WZlg$  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 Ip'tB4Mq  
    GNO  0.5  1  3  M  0.5 J>  
    GNO  0.5  1  3  M  1.0 Gt.'_hf Js  
cuN]}=D  
    ACON 2 W+&5G(z~  
    M  0  1  A  DELF gQr+ ~O  
bq E'9GI  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 E@ :9|5  
    GNO  0.5  1 3  M  0.5 (1'DZ xJ&u  
    GNO  0.5  1 3  M  1.0 m'N AM%$}J  
    END n.+'9Fj  
(j'\h/  
    SNAP Dylm=ZZa  
    SYNO  20  MULTI
lfj5?y  
gko=5|c,@  
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:
mU-2s%X<.^  
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。 1*8;)#%&  
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
]B3](TH"  
4Et(3[P71  

optics1210 2019-01-16 23:05
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