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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。 ]Jj\**  
Cna@3)_  
*(ex:1sW  
Auhw(b>}TW  
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: +3e(psdg  
] *{QVn(  
    RLE $Aww5G5e  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 [|UW_Bz  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' x8p#WB  
     LOG      124 *iF>}yhe  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 `>RJ*_aKEI  
     APS               1 (]0$^!YK  
     UNITS MM   XgKtg-,  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 '#<?QE!d2  
     MARGIN       1.270000 64}Oa+*s  
     BEVEL       0.254001 &0TOJ:RP  
       0 AIR YZ\$b=-  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 Vn1kC  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 I/9ZUxQCyG  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 P0$q{ j  
       1 CTE   0.255000E-05 AO;`k]0e  
       1 GTB U    'SILICON         ' ?mY )m +  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 9QJ=?bIC#  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 h 88iZK  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR .hgc1  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 }M f}gCEW  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 oUZwZ_yKW  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 kgK7 T  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 uc%75TJ@  
       3 CTE   0.550000E-05 3a#637%  
       3 GTB U    'GE              ' :<%K6?'@^  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 1o o'\  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 |LKhT4rE  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR N##T1 Qm)  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 N;D (_:^  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 df#DKV:  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ezlp~z"_k  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 @okC":Fw,  
       5 CTE   0.550000E-05 `a:@[0r0U  
       5 GTB U    'GE              ' | x{:GWq  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 M#})  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 jL 8&  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 1SkGG0 W  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 .)})8csl.d  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 i[d-n/)  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 -O~WHi5}  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 2DTH|Yv  
       7 CTE   0.255000E-05 \ ;Hj,z\  
       7 GTB U    'SILICON         ' -N5r[*>  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 QfU 0*W?r  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 S7wZCQe  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR &4"(bZ:LO  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 @Qruc\_  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR N3vk<sr@  
     END h'UWf"d  
H|F>BjXn5  
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 I=f1kr pR  
@[zPN[z .  
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: lqqY5l6j  
BEPDyy  
    CHG A &w)@DOe  
    ALPHA A6061 &[S)zR=?  
    END 0g]ABzTn  
L4.yrA-]C%  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: ,2H5CFX/  
l:Ci'=  
    THERM I$qL=  
    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 u9mMkzgSkP  
    END s26s:A3rh  
Gpe h#Q4x  
f`WmRx]K  
AP3SOT3I  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 K* [cJcY+  
SL%4w<  
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。 /;HytFP  
]}>GUXe)^  
|V!A!tB  
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。 S)g5Tu)  
^_5$+  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 .RJvu$U2j  
Yz-b~D/=}  
X:8=jHkz  
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: e yTYg  
K<Yh'RvTD  
    THERM BAoqO Xv  
    COE 1 STYRENE 2Y  6/,W  
    TCHANGE 1 E6)FYz7x  
    5 1%EY!14G+  
    ATS 100 2 Bu!Gy8\  
    END Qg9{<0{u  
7 hnTHL  
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: h3@mN\=h'  
*#UDMoz<  
    ACON 1 9Eg'=YJ  
    PANT *WX6C("M  
    VY 4 TH 1000 -1000 y0(k7D|\  
    VY 5 TH 1000 -1000 ctt5t  
    END Ih,~h[  
IHxX:a/iv  
    AANT <PV @JJ"  
    ACON 1 ",Q\A I  
    M 0 1 A DELF k(VA5upCs  
    M 8.103249 1 A P YA 1 [FyE{NfiJ%  
[gv2fqpP  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 uY "88|  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 i"w$D{N  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 HCHC~FNd  
{'d?vm!r  
    ACON 2 Lk3@E u)  
    M 0 1 A DELF 9^ mrsj  
II~D66 bF  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   rxa8X wo8  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ?FMHK\  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 3j.f3~"  
    END .4KXe"~E  
u1]5qtg"  
    SNAP <7TpC@"/g  
    SYNO 20 MULTI |L`w4;  
6x[gg !;85  
7sLs+ |<"  
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。  d(v )SS  
[IV8  
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。 evszfCH'J  
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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。 vkBngsS  
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