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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。 MAb*4e#  
VKqIFM1b  
98'/yZ  
,1&Pb %}  
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: {<+B>6^  
H65><38X/  
    RLE 5$$Yce=k  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 qQ6rF nA  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' Y7vUdCj  
     LOG      124 T+1:[bqK  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 lY -2e>  
     APS               1 3CcCcZ9I  
     UNITS MM   >}? jOB  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ,a 2(h  
     MARGIN       1.270000 !LJEo>D  
     BEVEL       0.254001 /Z^"[Ke  
       0 AIR B8.a#@R  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 vxE#6  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 !:Z lVIA  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 QiKci%=SX  
       1 CTE   0.255000E-05 pW5ch"HE  
       1 GTB U    'SILICON         ' Ec'Hlsgh&T  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 n#$sLXVy  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ad)jw:n  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR v'RpsCov  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 7M8oI.?C|  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 fab. %$  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 <fS WX>pR  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 vG'6?%38  
       3 CTE   0.550000E-05 S3oyx#R('O  
       3 GTB U    'GE              ' Eqizx~eqq  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 kx{LY`pY  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 #ME!G/  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR c~``)N  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 I-Q@v`  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 aC90IJ8^  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ~F"<Nq  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 (fA>@5n  
       5 CTE   0.550000E-05 #)r^ZA&E  
       5 GTB U    'GE              ' qPQ6`rD\  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 +P! ibHfP  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 VdL*"i  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR f`<elWgc"  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 t| PQ4g<  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 zEVQ[y6BcM  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 6.Jvqn  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 B%7Az!GX  
       7 CTE   0.255000E-05 HOaNhJ{7D  
       7 GTB U    'SILICON         ' +$}3=n34)  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 Y5{KtW  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 <uYrYqN  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR %<)!]8}P*  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 m>{a<N  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR _jb' HP  
     END LwlO)|E  
0Ra%>e(I^  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST -1{f(/  
9r. h^  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: /S{U|GBB%r  
v!`:{)2C  
    CHG J Bgq2  
    ALPHA A6061 T095]*Hm  
    END gc\/A\F<  
,&~-Sq) ~  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: f\;w(_  
Wsb>3J  
    THERM =,b6yV+$D  
    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 1oc@]0n  
    END AQ&vq$  
^Gi7th,  
EQWRfx?d  
0u;a*#V@  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 #iKPp0`K*  
Z9G4in8  
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。 {'Y()p3kl  
7W'&v+\  
ZO!h!2*  
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。 &MZ{B/;;H  
6gabnW3  
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。 4_D *xW  
.-'_At4g  
l 88n*O  
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: ]=o1to-  
;Fo7 -kK  
    THERM #Iu "qu  
    COE 1 STYRENE <.#jp([W>  
    TCHANGE 1 O>N/6Z  
    5 Jk v!]C  
    ATS 100 2 xM=ydRu  
    END Sp6==(:.  
.]H/u "d  
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: 4{Q$^wD+.  
kbL7Xjk  
    ACON 1 Ee_?aG e&  
    PANT =0L%<@yA  
    VY 4 TH 1000 -1000 ScjeAC)  
    VY 5 TH 1000 -1000 'qUM38s  
    END [p' A?-  
,A&`WE  
    AANT ^q_wtuQ  
    ACON 1 x+DETRLP  
    M 0 1 A DELF H<}|n1w<  
    M 8.103249 1 A P YA 1 kh@O_Q`j  
-Bq]E,Xf)  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 y #C9@C  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ]cv/dY#  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 fWC(L s  
/Xj{]i3{  
    ACON 2 Wy\^}  
    M 0 1 A DELF 5t-d+vB  
QW'*^^  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   w:9`R<L  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 W[k rq_c-  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 E7i/gY  
    END ,cxe"U  
0i"2s}^+_  
    SNAP ~+d{:WY  
    SYNO 20 MULTI #eN2{G=4+  
CzY18-L@EX  
sPb}A$'  
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。 @-L\c>rqT  
urE7ZKdI  
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。 dGj0;3FI%  
+8W5amk.P|  
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