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小火龙果 2023-08-09 09:41

SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五:无热化红外望远镜

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。 wB%:RI,  
@APv?>$)  
-.XICKz  
QnHb*4<  
这是示例镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件: xLID @9Hbu  
|"t)#BUtL  
    RLE y;oPg4  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 {,V.IDs8[  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' ,ddoII  
     LOG      124 K9\p=H^T7  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 |%p;4b  
     APS               1 tb#9TF  
     UNITS MM   oll J#i9  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 9@'^}c#  
     MARGIN       1.270000 `XT8}9z!  
     BEVEL       0.254001 OFcL h  
       0 AIR HP/f`8  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 {w/{)B nPG  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Y z"B  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 0^l)9zE  
       1 CTE   0.255000E-05 o|r8x_!+  
       1 GTB U    'SILICON         ' OAlV7cfD  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 qIXo_H&\C  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 DjzHEqiH  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR AcRrk  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 (T&rvE  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 :.2Tcq  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 D7v-+jypp  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 S}mZU!  
       3 CTE   0.550000E-05 'aj97b;lpG  
       3 GTB U    'GE              ' {lNvKm)w  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000  (TKn'2  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 cJp:0'd  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR yf 7Sz$Eq  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 |->P|1 P  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 Ev%_8CO4e  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 c;RL<83:  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 HV*D l$  
       5 CTE   0.550000E-05 roiUVisq*  
       5 GTB U    'GE              ' B<V8:vOam  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 \:7G1_o  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000  gAFu  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR *O5Ysk^|  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 QYS 1.k  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 3izGMH_`  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 M/Twtq-`H  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 |8m2i1XG  
       7 CTE   0.255000E-05 /Soc,PjZ  
       7 GTB U    'SILICON         ' %1\MW+  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 `<cn b!]  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 Un~ }M/  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR t@_MWF  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 DK6^\k][V  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR Es7+bFvsE8  
     END T(@J]Y-  
w#-J ?/m  
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。在命令窗口输入THERM TEST -gq,^j5,  
%I`%N2ss  
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: xE{PsN1 X;  
r2h{#2  
    CHG vV(?A  
    ALPHA A6061 YA?46[:  
    END ktEdbALK  
_NwB7@ e  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: [B2g{8{!  
yJ0q)x sS  
    THERM ^8z~`he=_J  
    ATS 100 2   !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 "t ^yM`$5[  
    END $2><4~T;|A  
Z)Zc9SVC  
m-wK8]t9  
u`ezQvrcy  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 D_)i%k\  
]YF_c,Q  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 .%x1%TN  
Y|3n^%I  
0t^Tm0RzH  
图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 Zf,9 k".'C  
=Z(_lLNmh  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 T F[8r[93  
U3-cH  
~LG<Uu  
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: g> <*qd?t  
@OB7TI_/   
    THERM 5Z<y||=  
    COE 1 STYRENE E3~Wyfd7  
    TCHANGE 1 wG-lR,glb  
    5 23iMG]J&  
    ATS 100 2 K}feS(Ji  
    END #Rj&PzBe  
\'>ZU-V  
我们运行这个程序,ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务,我们使用优化程序。这是我们的MACro: |jhu  
G.B~n>}JU,  
    ACON 1 Lk>GEi|  
    PANT UVUoXv)N  
    VY 4 TH 1000 -1000 7`pK=E}+  
    VY 5 TH 1000 -1000 4?c4GT9(6S  
    END Ia%S=xU{=  
3[UB3F 4K  
    AANT sWGc1jC?.F  
    ACON 1 A?;KfVq  
    M 0 1 A DELF !zR1CM  
    M 8.103249 1 A P YA 1 `iQ9 9  
6E))4 lW  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 9l&4mt;+&<  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 1(`UzC=R|  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 4COo~d  
\pwg8p[4Q  
    ACON 2 1$toowb"Zy  
    M 0 1 A DELF py':UQS*q  
of<(4<T  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   J;#7dRW{  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 Kd|@  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 k@=w? m  
    END TJ`Jqnh  
#k/NS  
    SNAP 4.&hV?Kxz  
    SYNO 20 MULTI C#tY};t  
Wu|ANc  
4RDdfY\%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。 C9Xj)5k@R  
NU/:jr.W#  
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。 %kXg|9Bx!  
uk<JV*R=  
SYNOPSYS™ 现已更新至 2023 最新版本,扫码添加工作人员可申请免费试用。 +m]Kj3-z@  
Jr.4Y>;}e3  
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