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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。 q& 4Z.(  
VaSw}q/o:/  
9I30ULm  
URJ"  
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: ruF+X)  
@oYTJd(v{  
    RLE ;?h#',(p  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 |WubIj*\{  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' (WN'wp  
     LOG      124 Tff7SEP  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 EzzzH(!j  
     APS               1 %>5Ht e<  
     UNITS MM   +S0A`rL  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 OkA-=M)RI:  
     MARGIN       1.270000 {TE0  
     BEVEL       0.254001 Mr/^V,rA  
       0 AIR +<bq@.x  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000  /=[M  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 D1#E&4   
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 v`x~O+  
       1 CTE   0.255000E-05 ][wS}~):  
       1 GTB U    'SILICON         '  v+G}n\F  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 "%A[%7LY  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 W+Gu\=s%O  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR \+L_'*&8  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 fBw+Y4nCO7  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 PX2Ejrwj  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ><`.(Z5c  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 K<Ct  
       3 CTE   0.550000E-05 .9 nsW?  
       3 GTB U    'GE              ' =p&6A^  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 pMa 3R3a  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 gY*Cl1 Iz  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR t$Irr*  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 4B (*{  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 YF&SH)Y7  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 >k_Z]J6Pd  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 WMh'<'w N_  
       5 CTE   0.550000E-05 NF&\<2kX  
       5 GTB U    'GE              ' TSHp.ABf  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 p c-'+7Dh>  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 rhNdXYY>  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR +".&A#wU  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 P]dDTh~e~  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 }1;Ie0l=_e  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 FopD/D{  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ~}4H=[Zu  
       7 CTE   0.255000E-05 U@Aq@d+n  
       7 GTB U    'SILICON         ' B#EF/\5  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 u!L8Sv  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 :peBQ{bj  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR  tEP^w  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 1{";u"q  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR )#*c|.  
     END  ] mP-HFl  
z^B!-FcIz>  
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 z:< (b   
3P-#NL  
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: 2px5>4<  
$8_*LR$  
    CHG o2Pj|u*X  
    ALPHA A6061 fCEd :Kr  
    END 8eOQRC33  
ZTt% 7K"L  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: zq1&MXR)l  
{-17;M $  
    THERM cJE2z2uW0  
    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 }[i35f[w  
    END Pfd FB  
*+@/:$|U  
rt~X (S  
uc7Y8iO  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 WQ"ZQ  
Y6{p|F?&"  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 !L3Bvb;Q  
cteHuRd  
#3/l4`/j  
图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 ^/g&Q  
70KXBu<6  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 `L9o !OsQ  
K h% x  
\vm'D'9  
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: 1N#TL"lMS  
]$*N5Y  
    THERM OQ[>s(`*{  
    COE 1 STYRENE 4] DmgOru%  
    TCHANGE 1 %o{vD&7\  
    5 ~r=TVHjqi  
    ATS 100 2 ""WZpaw  
    END n\cP17dr  
fDbs3"H Q  
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: C<n.C*o  
jq =-Y  
    ACON 1 fylaH(LER  
    PANT KE5f`h  
    VY 4 TH 1000 -1000 L<Lu;KnY6  
    VY 5 TH 1000 -1000 CQtd%'rt6  
    END Hs-NP#I  
d3n TJX  
    AANT d[S C1J  
    ACON 1 %FF  S&vd  
    M 0 1 A DELF XU SfOf(  
    M 8.103249 1 A P YA 1 gXH89n  
~:+g+Mf~[  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 c\;} ov+  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 4AF" +L  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Q&F@[k  
9Z+@i:_}  
    ACON 2 9Pem~<  
    M 0 1 A DELF ^kXDEKm  
PDpIU.=!0  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   w=^*)jZ8  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 &Vonu*  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 YDQV,`S7  
    END *dKA/.g  
Tzk8y 7$[  
    SNAP n*O/ X  
    SYNO 20 MULTI @pG\5Jnf  
j?&FK  
mIr{Wocx  
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。 <o]tW4\(R  
h hd n9n  
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。 g~V{Ca;}  
:+R ||q 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。 U9N}6a=  
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