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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。 Xe:jAkDp  
v8[I 8{41  
4\u1TYR  
RA'M8:$  
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: Q&=w_Wc  
_Wq  
    RLE  fc-iAj  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 :^WKT  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' yiC^aY=-  
     LOG      124 nR}sNl1  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 .e=:RkI,  
     APS               1 lc,tVe_  
     UNITS MM   Cdu4U}^H  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 c[4i9I3v  
     MARGIN       1.270000 GyIT{M}KV  
     BEVEL       0.254001 Y^7$t^&  
       0 AIR [] `&vWZ  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 b#toM';T  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 jW3!6*93  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 9c#+qH  
       1 CTE   0.255000E-05 S^>,~R.TX  
       1 GTB U    'SILICON         ' '\ey<}?5V  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 1&)?JZhg  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 +)<wDDC_  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR {/(D$"j(S  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 (ehK?6[  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 MVTMwwO\[  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 X>(TrdK_9"  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Dhw(#{N  
       3 CTE   0.550000E-05 E2@65b$  
       3 GTB U    'GE              ' V#t%/l  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 $.PuK~}  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 gL[yA?GoM  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR YoZFwRQU  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ,dov<U[ia  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 6)-X  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 *`\Pr  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 7;sj%U^'l  
       5 CTE   0.550000E-05 =;3Sx::=  
       5 GTB U    'GE              ' eg?<mKrZ  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 qnJt5  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 ];a=Pn-:}G  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 9S7 kUl{  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 VsgE!/>1  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 jN>{'TqW4  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 [t7]{d*  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 +!z{5:  
       7 CTE   0.255000E-05  fA<[f  
       7 GTB U    'SILICON         ' *4xat:@{{  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 TRQF^P3o  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 i;jw\ed  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR N#7QzB9]  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 v:o({Y 1Aq  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR 3'qJ/*]9  
     END r>"   
s3O} 6  
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 . DR<Te  
OCJnjlV%  
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: , GY h9  
qT"Q1xU[  
    CHG 8p9bCE>\  
    ALPHA A6061 y[\VUzD*'  
    END jJY"{foWV  
!z<%GQ CT  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: {Jx4xpvPo  
*R3f{/DK  
    THERM Y"Ql!5=  
    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 zG9Y!SY\-  
    END 2 :mn</z  
te !S09(  
jhu&& ==\f  
Eu-RNrYh#  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 \X&H;xnC5  
(+u39NQV  
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。 &A)B~"[~  
$Y_i4(  
92d6U2T4&  
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。 WxJf{=-  
X 9%'|(tL  
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。 0iK;Egwm  
=gvBz| +  
~J8pnTY  
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: 4*mS y  
\&3"<6xA  
    THERM d&u]WVU  
    COE 1 STYRENE P*@2.#oO  
    TCHANGE 1 S h,&{z!  
    5 E}_[QEY;Y  
    ATS 100 2 $w0lrh[+  
    END 'GoZqiYT  
bi&*9K0  
我们运行这个程序,ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务,我们使用优化程序。这是我们的MACro: s^|.Zr;,>  
~7t$MF.  
    ACON 1 dT$M y`>  
    PANT mBJeqG  
    VY 4 TH 1000 -1000 )a3J9a;ZS0  
    VY 5 TH 1000 -1000 qc!MG_{Y  
    END "/6:6`J  
D?,#aB"  
    AANT ;)I'WQ]Q  
    ACON 1 )d-.M  
    M 0 1 A DELF Cb@3M"1:  
    M 8.103249 1 A P YA 1 >'xGp7}y  
e9Pk"HHl  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 5"]~oPK  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 M- 2Tz[  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 e)IpPTj#  
ELjK0pE}-  
    ACON 2 $GQ-(/  
    M 0 1 A DELF lR`'e0Lq  
Gqcz< =/  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   W$o2 7f  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 kWb2F7m  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 >'5_Y]h4m|  
    END ~h=X8-D  
9lj!C '  
    SNAP |U k" {  
    SYNO 20 MULTI ]cC[-F[  
M9f?q.Bv  
?$Wn!"EC8  
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 Js <  
~i_Tw#}  
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。 CBKkBuKuk  
deeU@x`f<  
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