SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五:无热化红外望远镜
!*,m=*[3 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。 ;4*mUD6 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: i >BQRbU ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE xHlO~:Lc WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 V"A*B APS 1 2'}/aL|G UNITS MM *zv*T"&ZP OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 $T*g@] MARGIN 1.270000 I5W#8g!{ BEVEL 0.254001 JiX-t\V ~ 0 AIR oox;8d4}y 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 N{K[sXCW 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 hhJs$c( 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 W'Y#(N[ktP 1 CTE 0.255000E-05 KWn. 1 GTB U 'SILICON ' ;@< e ]Ft 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 c,5yH 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 1sXVuto 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR lkb,UL;V 2 AIR `m-7L 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 T{lK$j 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 F2',3 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ]fU0;jzX 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Gp1?drF6 3 CTE 0.550000E-05 >8gb/?z 3 GTB U 'GE ' P5Pb2|\* 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 =u.hHkx 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 UQJ 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR P?<G:]W 4 AIR `q7X(x 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 DxG8`}+ 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 ;sY n=r 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 [f`7+RHrd 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 rf
=Wq_ 5 CTE 0.550000E-05 q) y<\cEO 5 GTB U 'GE ' Uq(fk9`6 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 }i9VV+L#1 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 17!<8vIV$C 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR +w(B9rH 6 AIR w!52DBOe+ 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 G4J)o?:m@ 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 +{s -F g 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 2h`Tn{&1/ 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 eJ60@N\A 7 CTE 0.255000E-05 WI-I+0sE 7 GTB U 'SILICON ' J|DY
/v 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 1"RC! 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 n?8xRaEf 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR vFi+ExBU 8 AIR X 3(*bj>P 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 azl!#% 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR x+W,P 9 AIR :+meaxbu END VB}^&{t)! *m[[>wE 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。 H~lvUHN SYNOPSYS AI>THERM TEST a}'dIDj $Sd pF-' WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES x]~&4fp ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS v`r*Yok;` SYNOPSYS AI> 3NN)ql D[3QQT7c 这个镜头未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: %ZGG6Xgw CHG B$_-1^L
e ALPHA A6061 `"y:/F"{ END gh.+}8=" y`J8hawp 现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: B1b9
JS(> HERM |eP5iy wg ATS 100 2
V6fJaZ END O+ xzM[[ ]+T$D 镜头的副本将放在多重结构2中,所有参数也都随着温度从20到100度的范围变化。 这是ACON 2现在的样子 )Qh*@=$- 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 mQ^SpK # 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。 ;.3
{}.Y 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。 R#HX}[Hb 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。 * 5(%'3 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。 Y
{|is2M9' 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: |P7FPmn THERM %g~zEa-g COE 1 STYRENE ?$ M:4mX TCHANGE 1 aA'of>'ib| 5 C(2kx4 n ATS 100 2 YhL^kM@c END q5\iQ2f{WV _Oy;:XN 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: &o'$uLF~Y ACON 1 e;9x%kNs! PANT R_Z9aQ VY 4 TH 1000 -1000 4X5KrecNr VY 5 TH 1000 -1000 !EGpI@ END DY1"t7
9E x pBQ(6Y AANT ZNJ<@K- ACON 1 >O~ M 0 1 A DELF ,91 n M 8.103249 1 A P YA 1 `Nv P)| t)4]2z)$ GSO 0.5 5.332000 3 M 0 D_ XOYzN} GNO 0.5 1 3 M 0.5 2W}jbOy GNO 0.5 1 3 M 1.0 Em(Okr,0 FA{(gib@9 ACON 2 &!B4v<#, U M 0 1 A DELF uj+{
tc %<<JWoB GSO 0.5 5.332000 3 M 0
9s?gI4XN GNO 0.5 1 3 M 0.5 >tm4Rg~y GNO 0.5 1 3 M 1.0 v[O?7Np END 5E
=!L
g -Sa-eWP SNAP 5RyxVC0< SYNO 20 MULTI '1X^@]+6 |BXp ` 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: b"w@am>& 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。 5-UrHbpCZ# 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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