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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。 )0exGx+:  
CE`]X;#y  
P|$n   
'@.6Rd 8  
这是示例镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件: FDLo|aP/v  
w8 :[w  
    RLE fc*>ky.v  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 5+M,X kg  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 3d6z_Yd:  
     LOG      124 t2(X  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 vu*e*b$}  
     APS               1 &<98n T  
     UNITS MM   Jq &Hz$L|  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 xX%ppD7  
     MARGIN       1.270000 @c]KHWI  
     BEVEL       0.254001 0NU%z.(%s  
       0 AIR \DQu!l@1U  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 {fACfSW6  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 . f ja;aG  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 y2_rm   
       1 CTE   0.255000E-05 Unb2D4&'  
       1 GTB U    'SILICON         ' ]{6/6jl  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 +Pl)E5W!=`  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 H_RfIX)X  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR DlUKhbo$g  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 #kM|!U=  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 \ T#|<=  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 gD 6S%O  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ~-A"j\gi"  
       3 CTE   0.550000E-05 6v3l^~kc'  
       3 GTB U    'GE              ' Z|n|gxe  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 rH`\UZ{cc  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 @\y{q;  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR kFp^?+WI%H  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 %Z_O\zRqy)  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 MT~^wI0a  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 a*5KUj6/TL  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 #]jl{K\f#X  
       5 CTE   0.550000E-05 "Wg,]$IvU  
       5 GTB U    'GE              ' Fa>f'VXx  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 -13}]Gls7Q  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 0!3. .5==  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR n\((#<&  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 =6dAF"b)  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 w&L~+ Z<  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 jlj ge=#c2  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 +;~o R_p  
       7 CTE   0.255000E-05 Nj4CkMM[3  
       7 GTB U    'SILICON         ' ~6i'V?>  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 H}kZ;8  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 vd lss|  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR GFdbwn5B  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 * |,N/e  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR O"'xAPQW  
     END P$U" y/  
XZKlE F?  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST nnj<k5  
S9l,P-X`  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: 1GK.:s6.f  
.m]}Ba}J$  
    CHG |)!f".`  
    ALPHA A6061 o+Jnn"8  
    END q|<B9Jk  
33DP?nI}  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: -NJpql{Cb  
@KL&vm(F$  
    THERM CO`)XB6W  
    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 |;US)B8}*Z  
    END u"qVT9C$=  
g{DehBM  
'{2]:  
8Ij<t{Lps  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 @[J6JT*E  
U/enq,-F^  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 rByth,|  
F NPu  
kaCN^yQ  
图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 -kk7y  
|2l-s 1|y  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 `w 6Qsah  
^Q`5+  
44*#qLN  
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: 3l?|+sU >O  
<u\Hy0g  
    THERM UAF$bR  
    COE 1 STYRENE p*c(dkOe8  
    TCHANGE 1 o5s6$\"  
    5 ! :]_-DX  
    ATS 100 2 :o!Kz`J  
    END <5E'`T  
P6GTgQ<'BA  
我们运行这个程序,ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务,我们使用优化程序。这是我们的MACro: "j_iq"J  
6#U~>r/  
    ACON 1 F&6#j  
    PANT )<V!lsUx'-  
    VY 4 TH 1000 -1000 } 9\_s*  
    VY 5 TH 1000 -1000 Nl YFS?5  
    END /=;,lC  
F[}#7}xjA  
    AANT 90}vFoy  
    ACON 1 f DXK<v)  
    M 0 1 A DELF :o^ioX.J  
    M 8.103249 1 A P YA 1 /FN:yCf  
7N 0Bj!  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 Ij(<(y{?Q1  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 IaeO0\ 4E  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 9wR D=a  
!d()'N  
    ACON 2 W]eILCo  
    M 0 1 A DELF H7+z"^s*  
Dh`&B   
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   c(=>5  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 7#C$}1XJ1  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 #|E#Rkw!  
    END qR cSB  
c-hc.i}!  
    SNAP D 1.59mHsD  
    SYNO 20 MULTI f0 g/`j@Up  
 {8K  
y<6Sl6l*  
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。 ynA_Z^j  
9mHCms  
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。 nX:E(9q7c  
oA5Qk3b:  
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。 6kp)'wz`  
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