SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五:无热化红外望远镜
+?F[/?s5qz 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质量如何变化。 我们从下面的实例镜头开始。 83E7k]7] 这是示例镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。 以下是此示例的RLE文件: 46$._h
P ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE 3%l*N&gsg: WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 hwu]Er.gn APS 1 3Iua*#<m, UNITS MM nePfuG]Q OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 _+p4Wvu~0 MARGIN 1.270000 Mxe}B' BEVEL 0.254001 j:<n+:HC 0 AIR QU4h8}$ 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000
7_%"BVb" 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 4F)-"ck 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 hq%?=2'9? 1 CTE 0.255000E-05 t'?.8}?)I& 1 GTB U 'SILICON ' Mx&&0#;r 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 %kv0Wefs 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 -!q:p&c 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR Z LB4m` 2 AIR Cf TfL3(J 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 T~--92[ 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 L\Aq6q@c 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 M}d_I+ 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 4\y/'`xm)6 3 CTE 0.550000E-05 S)lkz'tdk 3 GTB U 'GE ' 9}l33T4T 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 _
<WJ7 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 r) HHwh{9 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR Z9:-rcr 4 AIR YX=a#%vrl 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 pczug-nB 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 \wo?47+= 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 tro7Di2Q 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 , 0imiv 5 CTE 0.550000E-05 ,#Iu
7di 5 GTB U 'GE ' ?>hPO73{ 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 y603$Cv 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 6,)[+Bl 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR 4^TG>j?M 6 AIR >Nvjl~o5 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 oz AS[B6 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 [p{#XwN 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 u6T+Cg 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 @HQ`~C#Z' 7 CTE 0.255000E-05 j:5=s%S 7 GTB U 'SILICON ' mk1bcK9 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 pi /g H 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 0KYEb%44 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR 5Y.vJz 8 AIR 9
TvV= 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 ]+(6,ct&. 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR FB
_pw!z 9 AIR 87Oad@FOr END ad.3A{ >*]Hq.&8 镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。 6qRx0"qB SYNOPSYS AI>THERM TEST %`OJ.:k sp#p8@Cj WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES d\p,2 ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS &S( .GdEf SYNOPSYS AI> i;NUAmx 2r!s*b\Ix 这个镜头未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: [K9'<Qnu CHG )>.&N[v ALPHA A6061 ko Z END @W vatD
V hJn%mdx~w| 现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: V=zi
>o` HERM \Kl+ 5%L ATS 100 2 V^JV4 `o END U'8bdsF_ 7Bb9t 镜头的副本将放在多重结构2中,所有参数也都随着温度从20到100度的范围变化。 这是ACON 2现在的样子 +s,Qmmb7) 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 nN*w~f" 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变化。 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选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,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。 LJ*q 1
;<E 图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.7变化到65.577。 JQV%fTH S 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 n;(\5{a 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 。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 .z
6fv 现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。 关闭WS并创建一个新的THERM文件: MOsl_^c THERM 9/hrjItV COE 1 STYRENE k%D+Y(WGz8 TCHANGE 1 ux_Mrh' 5 \=uKHNP?# ATS 100 2 b
/@#}Gc END :X.b}^ Z( E0u~i59Z 我们运行这个程序,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: V\u>"3BQw ACON 1 G>wqt@%r9 PANT @c<3b2 VY 4 TH 1000 -1000 zoOaVV&1 VY 5 TH 1000 -1000 ,_yhz0. END &$]vh !'mq ?C= AANT MKy[hT: ACON 1 [* @5\NWR} M 0 1 A DELF 1jy9lP= M 8.103249 1 A P YA 1 c}y [[EX I3,= 0z GSO 0.5 5.332000 3 M 0 P^w#S GNO 0.5 1 3 M 0.5 }&n<uUD H GNO 0.5 1 3 M 1.0 c8L~S/t Hz.(qW">5* ACON 2 Z7_m)@%;kk M 0 1 A DELF 3H|_mX v=_6XF GSO 0.5 5.332000 3 M 0 zY|t0H GNO 0.5 1 3 M 0.5 eU<]o<
\Qo GNO 0.5 1 3 M 1.0 ix(=3/Dgz END <FWF<r3F 6
G3\=) SNAP Xb{
[c+. SYNO 20 MULTI >S'17D uoHNn7 W 这将尝试在两个温度下保持系统聚焦并保持图像质量。 我们运行这个宏,现在ACON 2中的镜头比以前更好: 6`v7c!7 图像质量有下降,但仍在合理范围内,即使温度发生变化,焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 NR -!VJQ 我们已经为TH变量输入了确定的限制,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。您可以参考用户手册,以获得有关此功能的完整。
|