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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。 )&.!3y 660  
vF>gU_gz.  
3c u9[~K  
ypA:  P  
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: lA{(8sKN  
797X71>  
    RLE /{DaPqRa  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 ,#aS/+;[)  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' b5Q8pWZg,  
     LOG      124 &r:m&?!|VQ  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ]xR4->eix  
     APS               1 8ath45G@  
     UNITS MM   1#D<ZN  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 d +xA:  
     MARGIN       1.270000 p!GZCf,   
     BEVEL       0.254001 kZK//YN#  
       0 AIR ]-KV0H  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 sJ7sjrEp 1  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 lzoeST  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 !2tw,QM  
       1 CTE   0.255000E-05 )]A9~H  
       1 GTB U    'SILICON         ' }3sN+4  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 hBoP=X.~  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 jI Z+d;1  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR wDZ  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 :p&IX"Hh  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 -? Tz.y&  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 'f6PjI  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 T\cR2ZT~  
       3 CTE   0.550000E-05 IW]*i?L  
       3 GTB U    'GE              ' R|H[lbw  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 W[GQ[h  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 jjX%$Hr  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR -HN%B?}. x  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 +Tp%5+E  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 )ZN(2z  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 lc" qqt  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 M`bL5J;  
       5 CTE   0.550000E-05 Gj5>Y!9  
       5 GTB U    'GE              ' FXeV6zfrE  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 N-D(y  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 2k+= kt  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ?LR"hZ>  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 l`G(O$ct  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 m,=)qex  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Tt`L(oF  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 )&XnM69~b  
       7 CTE   0.255000E-05 b#Jo Xa9  
       7 GTB U    'SILICON         ' aN:HG)$@  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 x3gwG)Sf  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 XynU/Go,  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR #>@<n3rq  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 6aRGG+H  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR s c5\( b  
     END _k6x=V;9g  
1 pa*T!  
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 .4I w=T_  
LjSLg[i  
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: T!Xm")d  
C:rRK*  
    CHG JL?Cnk$!  
    ALPHA A6061 A*rZQh b[  
    END o`b$^hv{A  
bK!,Pc<  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: }Q!h ov  
2T//%ys=  
    THERM @>M8Pe  
    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 v&p,Clt-2  
    END wEBtre7  
+fC#2%VnU  
BPwI8\V  
UN-T ^  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 _Wm(/ +G_|  
"L9C  
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。 fndK/~?]H  
bc `UA  
8]sTX9  
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。 C$$"{FfgU"  
vh<]aiY  
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。 J!=](s5|  
+L^A:}L(  
l4iuu  
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: i!CKA}",  
Am>_4  
    THERM 0t5Q9#RY  
    COE 1 STYRENE h g%@W  
    TCHANGE 1 "2)+)Db  
    5 ?D RFsA  
    ATS 100 2 S% JNxT7'  
    END DZHrR:q?e  
}u(d'9u  
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: %00k1 *$  
q`/amI0  
    ACON 1 Ck ~V5  
    PANT v\vE^|-\/  
    VY 4 TH 1000 -1000 qPFG+~\c  
    VY 5 TH 1000 -1000 Bg+<*z-?e  
    END r*X}3t*  
5]4<!m  
    AANT 7&;[an^w  
    ACON 1 % j[O&[s}  
    M 0 1 A DELF f_i"/xC-/  
    M 8.103249 1 A P YA 1 ,z?<7F1q=  
`nd#< w>  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ()@.;R.Z  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 '(3Nopl  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 G+#| )V  
yNhscAMNn  
    ACON 2 }5o~R~H  
    M 0 1 A DELF ~uhyROO,G"  
0@sr NuW  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   Y^c,mK^  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 +!L_E6pyXE  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ]v^`+s}3  
    END @n~>j&Kp  
.gM>FUH3L  
    SNAP [x$eF~Kp  
    SYNO 20 MULTI u/!mN2{Rd  
h 0QYoDvbC  
&{%S0\K Y  
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。 :]u}x Dv3  
DmXDg7y7s  
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。 8aZey_Hw;+  
@R'g@+{I  
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。 VeN&rjc  
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