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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。 A58P$#)?  
Oku7&L1  
-U7,~z  
Rb^G~82d?  
这是示例镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件: 1(i%nX<U  
H4wDF:n0H  
    RLE RA){\~@wC  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 W8-vF++R  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' dtG>iJ  
     LOG      124 oZL# *Z(h  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 +'w6=qI  
     APS               1 150x$~{/  
     UNITS MM   !F Zg' 9  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ?oV|.LM:W  
     MARGIN       1.270000 ^@Qc!(P  
     BEVEL       0.254001 8h=K S   
       0 AIR yYTOp^  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 6 !Mm")  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 >C5u>@%9O  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 bq8h?Q  
       1 CTE   0.255000E-05 m,5?|J=  
       1 GTB U    'SILICON         ' I2) 2'j,B  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ra@CouR^c{  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 Uu Zjf9}  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR EACI>  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 \nTV;@F  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 g">^#^hBE  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 D mky!Cp  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Bq-}BN?pz  
       3 CTE   0.550000E-05 >oi?aD%  
       3 GTB U    'GE              ' :+?r nb)N  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 <<Z, 1{3F  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 I%<pS ,p  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ZC^NhgX  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ^q|W@uG-(  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 \W\*'C8q\  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ^/}&z  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 B)P]C5KRD  
       5 CTE   0.550000E-05 {lppv(U  
       5 GTB U    'GE              '  BJg  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 .F$cR^i5u  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 j0{Qy;wP )  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR wL>;_KdU`  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 bV"t;R9  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 b0x%#trA{  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 v}IhO~`uEq  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 /cvMp#<]  
       7 CTE   0.255000E-05 Nz; \PS  
       7 GTB U    'SILICON         ' 1FT3d  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 Tgbq4xR(  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 *!dA/sid  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR $Fy >N>,E(  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 i;29*"  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR M[Nv>  
     END M23r/eg]  
6V#EEb  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST h b8L[ 4  
MhB> bnWXR  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: 3od16{YH  
0y+i?y 9  
    CHG 1Lp; LY"_  
    ALPHA A6061 f=S2O_Ee  
    END H4sc7-  
7QoMroR  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: ,]Xn9 W  
de TD|R  
    THERM OEC/'QOae  
    ATS 100 2   !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 L1y71+iqU  
    END 1083p9Uh  
2Vw2r@S/  
{OOn7=  
8Kk41=  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 RAuVRm=E  
N0JdU4'  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 >[~7fxjK-  
Ed2A\S6tl  
{esb"beGLa  
图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。  _-9cGm v  
)+w1nw|m  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 6E9/ z  
}6=)w@v  
,H^!G\  
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: c& bms)Jwa  
{Qn{w%!|  
    THERM ou<,c?nNM  
    COE 1 STYRENE s{j A!T}  
    TCHANGE 1 S kB*w'k  
    5 5O Y5b8  
    ATS 100 2 U4yl{?  
    END /SQ/$`1{  
z0#2?o  
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: %~P T7"4  
DH.UJ +  
    ACON 1 n=AcN  
    PANT ek0!~v<I  
    VY 4 TH 1000 -1000 2A:h&t/|C  
    VY 5 TH 1000 -1000 Kr `/sWZ  
    END Mw)6,O`  
#.$y   
    AANT _{gqi$Mi  
    ACON 1 {IaDZ/XS6  
    M 0 1 A DELF %~gI+0HK  
    M 8.103249 1 A P YA 1 L[,19 ;(  
cDE5/!  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 I0z7bx  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 XoL DqN!  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 V/kndV[j  
0Oc?:R'$  
    ACON 2  (/,l0  
    M 0 1 A DELF -B&(& R  
6N5(DD  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   AX<f$%iqD  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 '%XYJr:H[  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 79exZ7|  
    END Jp+'"a  
+A)> zx  
    SNAP o ]z#~^w  
    SYNO 20 MULTI {uoF5|O6K  
}(|gC,  
wWiYxBeN  
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。 1gbFl/i6T  
Q{L:pce-  
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。 $Th)z}A}EA  
QuPz'Ut#  
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。 ZH9Fs'c=  
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