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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。 :Q-QY)hH  
mQka?_if)  
4A {6)<e  
GVK c4HGt  
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: 7]`l"=/z  
&`^P O $  
    RLE @yj$  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 s,;7m  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' h; "pAE  
     LOG      124 dMlJ2\ ]u  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 =v:}{~M^$  
     APS               1 r >;(\_@  
     UNITS MM   5>!I6[{  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 `37%|e3bQ  
     MARGIN       1.270000 T jrz_o)  
     BEVEL       0.254001 ;#XF.l,u  
       0 AIR R}E$SmFg  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 _fM=J+  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 >z|bQW#2  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 O/b1^ Y   
       1 CTE   0.255000E-05 LF X[v   
       1 GTB U    'SILICON         ' G vTA/zA  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 '(fzznRH  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 'Y22HVUX  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ' TO/i:{\  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 [O@U@bD9  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 #DA,*  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Q79WGW  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 dthtWnB@  
       3 CTE   0.550000E-05 ecMpU8}rR  
       3 GTB U    'GE              ' E|"QYsi.Ck  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 P/,ezVb=  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 +#Ga} e CM  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR Txa 2`2t7  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 fi  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 :/\KVz'fw}  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 gHox>r6.A  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ?Ll1B3f  
       5 CTE   0.550000E-05 4Dw| I${O  
       5 GTB U    'GE              ' ^5q}M'  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 Fgw$;W  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 R@ MXwP  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR sB=s .`9  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 Zfc{}ius  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 ow4|GLU^;  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 f3SAK!V+s  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 R,+"^:}  
       7 CTE   0.255000E-05 %*^s%NI  
       7 GTB U    'SILICON         ' 4hWFgk  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 W2]%QN=m$  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ; ]VLA9dC  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR h3(B7n7  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 `,s0^?_  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR I|tn7|*-A[  
     END { 4B7a6  
H><! C  
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 SN5Z@kK  
F>U*Wy  
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: @N6KZn |R  
:MILOwF  
    CHG :1gcLsF  
    ALPHA A6061 ge[&og/$  
    END ',s{N9  
?MD\\gN  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: yJ2A!id  
]8|peo{  
    THERM F>ps& h  
    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 [(iJj3s!  
    END U?8X]  
D' `[y  
GC)xQZU)s  
zJTSg  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。  V/t-  
vJg^uf)  
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。 fH 0&Wc3yC  
Ql9 )  
K~14;  
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。 ,,~|o3cfq  
E|ZLz~  
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。 ePY69!pO5e  
}O8#4-E_Ji  
qViolmDz  
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: fHacVj J  
=aRE  
    THERM /;9]LC.g  
    COE 1 STYRENE 3k* U/*  
    TCHANGE 1 }tPI#[cfK  
    5 W_ubgCB  
    ATS 100 2 IfpFsq:  
    END 8p.O rdp  
J}s)#va9R  
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: qW t 9Tr  
uDG#L6  
    ACON 1 u|8yV.=R  
    PANT c{cJ>d 0  
    VY 4 TH 1000 -1000 Ng1uJa[k!d  
    VY 5 TH 1000 -1000 'fIirGOl  
    END &&($LnyA]  
j~`rc2n%  
    AANT q /^&si  
    ACON 1 )Tj\ym-Vl  
    M 0 1 A DELF 3&7$N#v  
    M 8.103249 1 A P YA 1 ,XmyC7y<  
5Y(f7,JX  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 N TL`9b  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 *m`KY)b=l  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 \&5t@sC  
Avi8&@ya  
    ACON 2 NRZ>03w  
    M 0 1 A DELF (f?&zQ!+  
R{A$hnhW6  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   MYF6tZ*  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 A+bU{oLr  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 8Qi@z Jq,  
    END 'U3+'du^8  
V-%Am  
    SNAP pm}!?TL  
    SYNO 20 MULTI Oj^qh+r  
 QKtTy>5  
[G[|auKF  
图像质量有下降,但仍在合理范围内,即使温度发生变化,焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 :Vx5%4J  
7!-y72qx  
我们已经为TH变量输入了确定的限制,因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变,我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册,以获得有关此功能的完整。 E0a &1j  
1VC:o]$  
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。 isR|K9qf^  
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扫码添加工作人员
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