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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。 B-[qS;PY%  
"i; "  
^MUvd  
;g_<i_ *x#  
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: tQcn%CK  
X>ck.}F  
    RLE oVeC@[U  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 *."50o=T  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' fi';Mb3B3  
     LOG      124 'SnB7Y  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 =\i{dj  
     APS               1 HMVyXulU  
     UNITS MM   MLt'tzgl  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Y]H,rO  
     MARGIN       1.270000 ]xN)>A2  
     BEVEL       0.254001 @JpkG%eK  
       0 AIR P6u%-#  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 zAO|{m<A2  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 9AHxa  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 wZKEUJpQ  
       1 CTE   0.255000E-05 T#-U\C~o  
       1 GTB U    'SILICON         ' 5ii:93Hlj  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 yPVK>em5  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 qp55U*  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR  4,?ZNyl  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 CL<m+dW%*  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 *&~wl(+O=  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 oE'Flc.  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Qk`LBvg1  
       3 CTE   0.550000E-05 \* SEj&9  
       3 GTB U    'GE              ' KN"<f:u  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 u]s}@(+.  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 6:qh%ZR  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 0'~Iv\s  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 g0A,VX:2  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 _4~q&? }V  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 fkJElO-F  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 4?.L+wL  
       5 CTE   0.550000E-05 y~;w`5;|  
       5 GTB U    'GE              ' ::2(pgH  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 HR$;QHl~F  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 {=<m^ 5b9  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR y rmi:=N(  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 SB =%(]S  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 `nEe-w^9)I  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ^4[|&E:  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 U$^$7g 3  
       7 CTE   0.255000E-05 _ e94  
       7 GTB U    'SILICON         ' y(*#0fJrTV  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 RzN9pAe  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 K#4Toc#=V  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR Kzrt%DA  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 v `7`'  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR @"'$e_jj"  
     END A7=k 9|  
(?lKedA>2  
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 Vc$y ^|=  
7V-'><)gI  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: ^>m"j6`h,  
K5EU?J&  
    CHG &M*f4PeXb  
    ALPHA A6061 B:=VMX~GE  
    END :XeRc"m<  
(I\qTfN4  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: hLF;MH@  
jC_m0Iwc  
    THERM l&oc/$&|[  
    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 FgTWym_  
    END s|d"2w6t  
eGj[%pk  
v5dLjy5  
H?tX^HO:q  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 <_~e/+_.  
j-9Zzgr  
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。 h #(J6ht  
D2MWrX  
}-H)jN^  
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。 f&NXWo/  
']DUCu  
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。 i16kPU  
QI*<MF,1  
9#b/D&pX5  
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: s0*@zn>h  
6Eyinv  
    THERM p d(W(-`8!  
    COE 1 STYRENE qUKSo9  
    TCHANGE 1 h@%a+6b?  
    5 2+cpNk$  
    ATS 100 2 SmVL?wf  
    END = ow=3Ku  
<#~n5W{l  
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: +~f=L- >  
SkyX\&  
    ACON 1 G- eSHv  
    PANT MZ"|Jn  
    VY 4 TH 1000 -1000 ,v_NrX=f?  
    VY 5 TH 1000 -1000 M3Oqto<8"  
    END lGpci  
Cxra(!&  
    AANT |(3"_  
    ACON 1 uS7kkzt-x  
    M 0 1 A DELF yoG*c%3V?  
    M 8.103249 1 A P YA 1 x4-_K%  
{fa3"k_ke  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 t[o_!fmxZ  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 .JX9(#Uk  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 I'0{Q`}  
?}"39n  
    ACON 2 p> g[: ~  
    M 0 1 A DELF -_ <z_IL\%  
vX|5*T`(  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   #*X\pjZ  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ,-[z?dvO  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 0t7vg#v|  
    END t^~Qv  
M< /  
    SNAP A\<W x/  
    SYNO 20 MULTI pD;fFLvN  
9J$-E4G.M  
DB3qf>@?  
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。 `G`y A%  
z]R%'LGu  
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。 Z}S7%m  
^.PCQ~Ql  
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。 S?#6{rx  
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