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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。 Nt:8ogk/  
U@Tj B  
`7+j0kV)  
;pJ2V2 g8  
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: RGD]8 mw  
V &Mf:@y  
    RLE @!Hr|k|  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 b-@\R\T  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' Q0_>'sEM  
     LOG      124 [m'CR 4(|  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 DlyMJ#a  
     APS               1 J?n<ydZSH  
     UNITS MM   &hV Zx  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 C+K=[   
     MARGIN       1.270000 e kQrW%\3  
     BEVEL       0.254001 x.$1<w64t  
       0 AIR JmOW~W  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 2GWDEgI1o  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 %G?K@5?j?  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 {SG>'KXZ  
       1 CTE   0.255000E-05 F6S~$<  
       1 GTB U    'SILICON         ' LD(C\  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 Vf-5&S&9  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 8v y G*UK  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ?M6ag_h3  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 h<p3'  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 dl l%4Sd  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 t7F.[uWD  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 vz`@x45K  
       3 CTE   0.550000E-05 N dR ]  
       3 GTB U    'GE              ' Mth6-^g5  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 )u@c3?$6  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 tSv0" L  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR S7n"3.k  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 SFjU0*B$  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 Ie'P#e'  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 FUeq \Wuo  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 (TSqc5^H  
       5 CTE   0.550000E-05 ilEi")b=  
       5 GTB U    'GE              ' Pg^h,2h  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 mVm4fHEYwU  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 rhY_|bi4P  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR <9@7,2  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 D\]&8w6&  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 OM9 6`  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 [{F%LRCo-  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 y7zkAXhJ  
       7 CTE   0.255000E-05 <fM>Yi5  
       7 GTB U    'SILICON         ' R]b! $6Lt  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 p/|(,)'+jx  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 6w#nkF  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR c<qe[iyt/  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 rm+v(&  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR hWGZd~L  
     END {-*\w-~G  
0B3 Q Vbp'  
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 o+)A'S  
wz@FrRP=  
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: e)pTC97^L  
LZ&uj{ <  
    CHG k@q Wig  
    ALPHA A6061 ` *9EKj  
    END ^!@*P,'I  
#)i&DJ^Y  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: S|2VP8xY9  
mrnxI#6  
    THERM +G!v!(Ob+  
    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 /"0as_L<  
    END Ff/Ig]Lb  
ZDlu1>Q  
|[wyc!nY).  
$y6rvQ 2>S  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。  Rkv  
@f=RL)$|  
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。 `Yogq)G}  
` !kL1oUYE  
_[$# b]V  
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。 j7sU0"7^  
ib Ue*Z["1  
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。 ;qVG \wQq  
-M`D >  
]S]"`;Wh  
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: {F)E\)$G  
XZBj=2~-3  
    THERM iQj2UTds3  
    COE 1 STYRENE G"fdu(.@  
    TCHANGE 1 zPE#[\O21B  
    5 9 d] tjT  
    ATS 100 2 {fElto   
    END 0Q*-g}wXfS  
NV(fN-L  
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: $:]tcY-L9  
7BrV<)ih{*  
    ACON 1 ?k w/S4  
    PANT {*nEKPq(_*  
    VY 4 TH 1000 -1000 X o_] v  
    VY 5 TH 1000 -1000 l) iv\j  
    END v+7*R)/  
V4oak!}?  
    AANT MyM+C}  
    ACON 1 $*aE$O6l  
    M 0 1 A DELF oEPNN'~3  
    M 8.103249 1 A P YA 1 xK=J.>h3  
o>$|SU!a  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ?V6 %>RU  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 j$%yw4dsj  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Yg|l?d"  
Vy&f"4~  
    ACON 2 &Ky3Jb<:Gt  
    M 0 1 A DELF # s,Y% Bce  
uJm#{[  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   "?`JA7~g  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 0~:e SWz=  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 y 2cL2c$BT  
    END lbG}noqb  
0\ZaMu #  
    SNAP hQP6@KIe)  
    SYNO 20 MULTI QQSH +  
~t$mw,  
mC% %)F'Zf  
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。 EK:Y2WZ  
#efqG=q  
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。 sio)_8tp  
*EX$v4BX  
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。 )Xq@v']%~9  
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