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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。 dZYJ(7%  
.MPOUo/e  
I%|s  
EGr5xR-  
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: %7wzGtM]ps  
XUNgt(OGR'  
    RLE *7V{yK$O|  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 0H]9$D  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' ] "vdC}  
     LOG      124 M6Z`Pwv];  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 GeT CN  
     APS               1 "m)O13x  
     UNITS MM   l+X^x%EA  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 L`@&0Zk  
     MARGIN       1.270000 _r)nbQm&  
     BEVEL       0.254001 K{h]./%  
       0 AIR = |zLr"  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 ^n5QK HD  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 FsZEB/c  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 GuDD7~qxY  
       1 CTE   0.255000E-05 =,Um;hU3r  
       1 GTB U    'SILICON         ' JkEQ@x  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 -* j;  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 }slEkpk? ]  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR =n?@My?;  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 #!j&L6  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 l{ { #tW  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 *hgsS~  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 j*\MUR=  
       3 CTE   0.550000E-05 Dp'af4+%$  
       3 GTB U    'GE              ' Y(mwJud|  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 &1n0(qB  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 ~a)2 0  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR w5R9\<3L  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 P9~kN|  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 > _) a7%  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 wC@ U/?  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 KDzIarC  
       5 CTE   0.550000E-05 t)b>f~  
       5 GTB U    'GE              ' EE{%hGb  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 M/ \~  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 cv&hT.1  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR a[#BlH  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 N#qoKY(#  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 ^U1 +D^AJ  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 bJvRQrj*3  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 L(YT6Vmm+t  
       7 CTE   0.255000E-05 xk<0QYv   
       7 GTB U    'SILICON         ' 'a9.JS[pj  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 '?[msX"aqa  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 P=g+6-1  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR R'_[RHFC  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 w%"q=V  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR  yw^, @'  
     END WV5R$IqY  
|MGw$  
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 [:Y^0[2  
#]a0 51Y  
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: Ds$;{wl#x  
tp0*W _<4  
    CHG r4'Pf|`u  
    ALPHA A6061 7X"cu6%\  
    END ^Y!`wp2vn  
i;7jJ(#V  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: Ei!z? sxzx  
xr-scdh2  
    THERM n$K_KU v  
    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 Ro69woU  
    END /_HL&|N_5  
_=p|"~rN$  
fz\Az-  
bEJZh%j!  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 nfU}ECun4  
37DvI&  
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。 /vU31_eZt  
gfHlY Q]  
:>u{BG;=79  
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。 5VS<I\o}  
f&J*(F*u  
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。 $MR4jnTT  
nfEk,(:  
ME"/%59r  
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: #k6T_ki  
1U!CD-%(  
    THERM !cZIoz  
    COE 1 STYRENE U/;Vge8{  
    TCHANGE 1 mv_-|N~  
    5 nDfDpP&  
    ATS 100 2 "@_f>3z  
    END B("kE`  
%1<|.Dmd  
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: .T2I]d  
5Dd;?T>  
    ACON 1 MH-,+-Eq  
    PANT m"5gzH  
    VY 4 TH 1000 -1000 >jIc/yEYKI  
    VY 5 TH 1000 -1000 &+p07  
    END `CBTZG09  
qp8;=Nfa  
    AANT Yi3DoaS;"  
    ACON 1 5;+Bl@zGu  
    M 0 1 A DELF -#@;-2w  
    M 8.103249 1 A P YA 1 }_S]!AWz  
:\Dm=Q\  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 (<t)5?@%  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 V3S`8VI  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 G!uxpZ   
)DW;Gc  
    ACON 2 d*(1t\  
    M 0 1 A DELF B7 T+a  
xK f+.6 wz  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   Ogb !YF#e  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 !Wk "a7  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 b@k3y9 &  
    END "xKJ?8   
p("do1:  
    SNAP {|50&]m  
    SYNO 20 MULTI !^%b|=[  
:'03*A_[  
= 619+[fK  
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。 gBN;j  
8Vp"}(Q  
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。 %~@}wHMB  
3Dy.mtP  
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。 rTcH~s D`  
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