| 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 .9nsW? 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'<'wN_ 5 CTE 0.550000E-05 NF&\<2kX 5 GTB U 'GE ' TSHp.ABf 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 pc-'+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 *+@/:$|U rt~X(S u c7Y8iO 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 WQ"ZQ Y6{p|F?&" 有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 !L3Bvb;Q cteHuRd #3/l4`/j 图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 ^ /g&Q 70KXBu<6
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 `L9o!OsQ Kh% x
\vm'D'9
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: 1N#TL"lMS ]$*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 TJ X AANT d[SC1J ACON 1 %FF
S&vd M 0 1 A DELF XUSfOf( 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 *dK A/.g Tzk8y7$[ SNAP n*O/X SYNO 20 MULTI @pG\5 Jnf 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 hdn9n 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||qi 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= >?$Ze @
扫码添加工作人员 还可领取文章中学习文档及视频讲解 [attachment=119460] `__CL
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