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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。 QMb^&?;s  
Zz")`hUG  
/.ZaE+  
)0|):g   
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: -3k;u  
J#@lV  
    RLE QNJ\!+,HV  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 wP`sXPSmIu  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' F@<MT<TRf  
     LOG      124 ;IhPvff  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 2FT-}w0;  
     APS               1 6+ANAk  
     UNITS MM   nP u`;no  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 0BXs&i-TP5  
     MARGIN       1.270000 A\g%  
     BEVEL       0.254001 Bm<^rhJ9  
       0 AIR |8'B/ p=  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 `,m7xJZ?y  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 /s8/q2:  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 L]>4Nd  
       1 CTE   0.255000E-05 3{q[q#"  
       1 GTB U    'SILICON         ' Xq%*# )M;  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 Q 3X  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 j@SYXKL~  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR U#"WrWj  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 `U#Po_hq  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 j`Nh7+qs  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 2:~cJk{  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 oVEAlBm^v  
       3 CTE   0.550000E-05 w>vmF cp  
       3 GTB U    'GE              ' ex0oAt^  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 *k [kV  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 H9:%6sds  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR X\'E4  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 Vku#;:yUb^  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 <vLdBfw&N  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 d/4ubf+$k  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 jQs*(=ls  
       5 CTE   0.550000E-05 A`Q >h{  
       5 GTB U    'GE              ' v*XkWH5  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 AtT"RG-6  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 59~FpjJ  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR K+-zY[3  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 {70 Ou}*  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 Md?acWE*L  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 0QMaM  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ]p\u$VY9  
       7 CTE   0.255000E-05 )5'rw<:="  
       7 GTB U    'SILICON         ' hw|t8 ShW  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 gu!](yEgl  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 OMi02tSm  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR qz87iJp&  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 /Go>5 B>  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR niQ+EAD  
     END bu_/R~&3{  
InP[yFV-z  
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 )FV6,  
Dl&PL  
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: +R9%~Z.=  
K,G,di  
    CHG U-1VnX9m  
    ALPHA A6061 a" ^#!G<+  
    END QYH."7X >  
u*U_7Uw$  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: K_Z+]]$#  
'1Y<RD>x  
    THERM sD2*x T  
    ATS 100 2   !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 |$Qp0vOA}  
    END ZRX^^yN  
gj[z ka0_  
pmoGudaRF  
g(KK9Unu  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 nrI"k2oA@  
2 ae w6~  
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。 4v0dd p  
Tw}@+-  
Tm%WWbc  
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。 'w'Dwqhmr  
v*smI7aH  
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 \b\:  
-e &$,R>;  
]"C| qR*  
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: $  9S>I'  
Th.3j's  
    THERM q|R+x7x  
    COE 1 STYRENE Nz3zsP$  
    TCHANGE 1 wEZ,49  
    5 F19;RaP+  
    ATS 100 2 "L ^TT2  
    END ~K4k'   
TlM'g6SQS  
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: gkSGRshf  
#8S [z5 `  
    ACON 1 XCW+ pUX  
    PANT }m9S(Wal  
    VY 4 TH 1000 -1000 FP.(E9  
    VY 5 TH 1000 -1000 k,a,h^{}j  
    END YN_X0+b3C  
<ur KIu  
    AANT >oVc5}  
    ACON 1 >|v=Ba6R0  
    M 0 1 A DELF 3s3a>  
    M 8.103249 1 A P YA 1 &*X3c h  
We[<BJ o4  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 0Ei\VVK>  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 #&;m<%  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 C}x4#bNK  
^nG1/}  
    ACON 2 pI'8>_o  
    M 0 1 A DELF & gY;`*<  
L+v8E/W  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   HR/k{"8W4Q  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 +J\L4ri k  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ~r(g|?}P  
    END ;m-6.AV  
p=:7 atE  
    SNAP oA(. vr  
    SYNO 20 MULTI i n[n A a  
NTXws4'D  
[d!Af4  
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。 jrDz7AfA  
daaga}]d  
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。 ek Y?  
g_3rEvf"4  
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。 .F{}~K]  
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