SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五:无热化红外望远镜
w4j,t 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。 's 'H&sa 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: \Ea(f**2B ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE <,I]=+A WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 XcM.<Dn3 APS 1 !Yu|au UNITS MM ~=Q Tv8 OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 P%Tffsl
MARGIN 1.270000 (5Sv$Xt BEVEL 0.254001 V25u_R`{ 0 AIR o1)8?h 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 ;'4HR+E" 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 C!6d`| 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 CyD)=e{ 1 CTE 0.255000E-05 kyu
PN<? 1 GTB U 'SILICON ' nv_9Llh=z 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 Z$:iq 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 to#N>VfD 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR T9&bY>f? 2 AIR JFh_3r' 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 <^fvTb &* 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 o6A1;e 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Bf{c4YiF 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 xBg.QV 3 CTE 0.550000E-05 AQIBg9y7 3 GTB U 'GE ' @szr '&\%A 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 >j_N6B! 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 %rq/jC 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR q@Oe} 4 AIR ayh=@7* 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 DBk]2W|i 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 J3,m{%EtNM 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 2^4OaHY88 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 eGj[%pk 5 CTE 0.550000E-05 v 5dLjy5 5 GTB U 'GE ' H?tX^HO:q 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 $&jte_hv 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 j-9Zzgr 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR RGy+W- 6 AIR :FX|9h 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 p~f=0K 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 -8m3L 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ?yy,3: 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 #MAXH7[ 7 CTE 0.255000E-05 MyaJhA6c 7 GTB U 'SILICON ' 1AAOg+Y@U" 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 WWG+0jQ9 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 eq,`T; 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR aDZ] {; 8 AIR oxXCf%! 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 (fcJp)D 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR I@q(P>]X9 9 AIR osZ]R END B<oBo&uA ?3a:ntX h 镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。 !8OgaMngzF SYNOPSYS AI>THERM TEST ]..7t|^b& ^/fasl$# WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES TeNPuY~WP ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS -T{G8@V0I SYNOPSYS AI> r>cN,C njckPpyb@ 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: {.o@XP,. CHG z#^;'nnw ALPHA A6061 +l<l3uBNS END ]8CgHT[^7 {3!E8~ 现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: cUC!'+L HERM DhD^w;f] ATS 100 2 DT vCx6:! END Fx )BMP M.\V/OX 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 %jn)=;\ 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 vp(ow]Q 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。 ,-[z?dvO 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。 0t7vg#v| 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。 t ^~Qv 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。 M< / 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: vKBijmE THERM |dhKeg_ COE 1 STYRENE vn4z C TCHANGE 1 DB3qf>@? 5 `G`yA% ATS 100 2 <nc6&+ END '9!J' [W ||4T*B06 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: 9qUkw&}H ACON 1 ZlP+t> PANT F}?4h Dt VY 4 TH 1000 -1000 <.&84c]/& VY 5 TH 1000 -1000 (dTQ,0 END 0ZJj5<U 33g$mUB AANT &O#,"u/q` ACON 1 BhhFij4 M 0 1 A DELF yMXf&$C M 8.103249 1 A P YA 1 JJK-+a6cX SG]Sx4fg,Y GSO 0.5 5.332000 3 M 0 FG^lh GNO 0.5 1 3 M 0.5 2'u% GNO 0.5 1 3 M 1.0
hLj7i? (AZAQ xt ACON 2 L~AU4Q0o M 0 1 A DELF ~G 3txd <Xw\:5
F<7 GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ]kd:p*U6P GNO 0.5 1 3 M 0.5 ;8a9S0eS GNO 0.5 1 3 M 1.0 ~;#sj&~ END pQ>|dH+. E+lr{~ SNAP W/g_XQ SYNO 20 MULTI fbD,\ rjT <w`EU[y_ 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: iBI->xU[U 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。 3&mpn, 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。
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