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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。 8D1+["&  
/d prs(*K  
3iv;4e ;  
,n\'dMNii  
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: :9f/d;Mo3  
m8C scC Z}  
    RLE Mxk0XFA  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 ;@ lC08SE  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 6Cz%i 6)  
     LOG      124 wh)Ujgd  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 Hsvu&>[`S  
     APS               1 (5R_q.Wu  
     UNITS MM    v+qHH8  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Az4a|.  
     MARGIN       1.270000 E !}~j  
     BEVEL       0.254001 VFjNrngl  
       0 AIR o.M.zkP a  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 *7:HO{P>Y  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ;+Uc} =  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ylVBK{w9  
       1 CTE   0.255000E-05 YpwMfl4  
       1 GTB U    'SILICON         ' @-H D9h  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 #oQDt'  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 PAHkF&  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR {Bm7'%i  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 5Ff1x-lQ  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 H;=++Dh  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 2j( ]Bt:  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 `6BjNV  
       3 CTE   0.550000E-05 ``9`Xq  
       3 GTB U    'GE              ' b0ablVk  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 |6y(7Ha  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 04wO9L;  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR HDV$y=oHh  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 %.`<ud  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 <|R`N)AV;  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 <QZ X""  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 l d@B  
       5 CTE   0.550000E-05 DC6xet{  
       5 GTB U    'GE              ' R<FW?z*  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 "[M k5tM  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 Mw9;O6  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR [Adkj  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 :jU u_s}  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 O~=|6#c  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376  ZXL  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 *^_ywqp  
       7 CTE   0.255000E-05 |uRZT3bGyj  
       7 GTB U    'SILICON         ' * M,'F^E2  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 v#WD$9QWs  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 .6xIg+  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR _8eN^oc%  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 "- XJZ;5  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR 3Sclr/t  
     END NP?hoqeKs  
lhRo+X#G  
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 u/g4s (a  
dB%q`7O  
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: wdzZ41y1  
LA%t'n h  
    CHG @+ee0 CLT  
    ALPHA A6061 lIDGL05f'  
    END +M %zOX/  
$Z!7@_Ys  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: _(.,<R5  
NP_b~e6O=  
    THERM &hri4p/  
    ATS 100 2   !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 7B| #*IZe  
    END &Y/Myh[P  
~|t 7  
NL76 jF  
nm.~~h+8M  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 r"uOf;m  
d9>k5!  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 :2_8.+:  
13v#  
Fs|aH-9\  
图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 dD{{G :V  
S+7:fu2?+  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 "spAYk\  
\Rff3$  
X;D"}X4(E  
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: L@t}UC  
; M%n=+[O  
    THERM ds9L4zfO  
    COE 1 STYRENE ?!$uMKyt  
    TCHANGE 1 =|_{J"sv  
    5 Mw,7+  
    ATS 100 2 yu>DVD  
    END u_~*)w+mS@  
4LfD{-_uW  
我们运行这个程序,ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务,我们使用优化程序。这是我们的MACro: ',<B o{  
^A"TY  
    ACON 1 zld[uhc>  
    PANT l0%qj(4`6&  
    VY 4 TH 1000 -1000 i& ,Wg8#R  
    VY 5 TH 1000 -1000 a?]"|tQ'  
    END hQT  p&  
?%Pd:~4D  
    AANT qbwX*E~ ;  
    ACON 1 wh~g{(Xvq  
    M 0 1 A DELF OE4hG xG  
    M 8.103249 1 A P YA 1 ;[ag|YU$Y  
v|r=}`k=  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 3TDjWW;#~  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 OE=]/([  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 jhN]1t /\X  
j~)GZV  
    ACON 2 \ $PB~-Z  
    M 0 1 A DELF +UGWTO\#ha  
vA r fsgk  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   'p{N5eM  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 9O.okU  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 2zz7/]?Q   
    END c[I4'x  
eA$wJ$*   
    SNAP (<"uV%1  
    SYNO 20 MULTI #EO@<> I  
wM"P JG  
!ibdw_H  
图像质量有下降,但仍在合理范围内,即使温度发生变化,焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 _7#9nJ3|  
\:To>A32  
我们已经为TH变量输入了确定的限制,因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变,我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册,以获得有关此功能的完整。 =y$|2(6  
XIAHUT5~J  
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。 ]&dU%9S  
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