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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。 VY0.]t  
ef5)z}B   
RP4/:sO  
&L ;ocd$  
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: liKlc]oM  
:C~Ar]  
    RLE PsY![CPrW  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 .DCHc,DxA  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' )`\hK  
     LOG      124 /{i~CGc ;"  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 oL<#9)+2*  
     APS               1 Gm=qn]c  
     UNITS MM   rhJ&* 0M  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ^X=Q{nB  
     MARGIN       1.270000 3db{Tcn\@]  
     BEVEL       0.254001 q2qi~}l  
       0 AIR D*XrK0#Z`  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 SepjF  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 51#*8u+L  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ^9g$/8[^c_  
       1 CTE   0.255000E-05 ^|]&"OaB Z  
       1 GTB U    'SILICON         ' bz4Gzp'6k  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 C"{^wy{sL  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 7aG.?Ca%  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR .Ro/ioq  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 Q#bW"},^k  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 2;}leZ@U  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 I= mz^c{  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 S* h52li  
       3 CTE   0.550000E-05 0Y.z  
       3 GTB U    'GE              ' vCzZjGBY  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 C"hN2Z!CD|  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 kB7vc>@1  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR [GwAm>k  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 uZqL'l+/y  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 7#V7D6j1  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 h<9s& p  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 pu-HEv}]a|  
       5 CTE   0.550000E-05  j]u!;]  
       5 GTB U    'GE              ' =~D? K9o  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 zp:dArh0  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 >p_W(u@ z$  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR =7Ln&tZ  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 ("$/sT  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 k[6J;/  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 6FUW^dt  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ]?9*Vr:P^  
       7 CTE   0.255000E-05 !8{ VLg  
       7 GTB U    'SILICON         ' TO wd+]B  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 &i#$ia r  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 |;ztK[(  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR (jc@8@Wo.  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ~Y 6'sM|  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR  |/Nh#  
     END _~kw^!p>Kr  
CM6% g f3  
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 C@(@n!o:!  
{)YbksrJ{  
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: !_QI<=X  
`Os=cMR  
    CHG l;?:}\sI=  
    ALPHA A6061 u]^ s2v  
    END :F(4&e=w  
ZmA}i`  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: ,Qj G|P  
2Q^ q$@L  
    THERM y>o:5':;'  
    ATS 100 2   !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 ~7m`p3W@  
    END )aS:h}zn  
L.n@;*  
v%tjZ5x  
Kb~nC6yJc  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 N$fP\h^AR  
7B?Y.B  
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。 wNB?3v{n  
-(vHy/Hz.  
=RoE=) 1&-  
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。 7Cz~nin>7  
ZO+RE7f*?c  
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。 lhUGo =  
xUJ(tG3  
O=K lc+Oo  
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: 0s n$QmW:  
FFT)m^4p.  
    THERM cVi_#9u"  
    COE 1 STYRENE fu7x,b0p  
    TCHANGE 1 xP8/1wd.  
    5 t]xz7VQ  
    ATS 100 2 %bcf% 7  
    END FZ*"^=)`G  
2&hv6Y1  
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: {`HbpM<=m]  
kQ\GVI11?  
    ACON 1 >+O0W)g{o  
    PANT ~WrpJjI[  
    VY 4 TH 1000 -1000 oodA&0{)d  
    VY 5 TH 1000 -1000 ~d*Q{v~3  
    END [^"}jbn/  
{_7hX`p  
    AANT lMv6QL\>'  
    ACON 1 k>i88^kPV  
    M 0 1 A DELF 175e:\Tw  
    M 8.103249 1 A P YA 1 {i>AQ+z61f  
}T_"Vg q  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 kNuvJ/St  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 E:` _P+2p  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Tv%7=P;r  
\8(Je"S  
    ACON 2 EU(e5vO  
    M 0 1 A DELF PYQ0&;z  
,[n9DPZ  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   PqspoH 0OI  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 d=1\=d/K  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 N8]DzE0%  
    END FH</[7f;@N  
6;E3|st1X  
    SNAP 4s{=/,f  
    SYNO 20 MULTI  l!1_~!{y  
nJ2B*(S'v.  
_DR@P(0>_  
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。 EH".ki=e  
@tT`s^e  
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。  II'.vp  
=8_b&4.:&  
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。 P`rfDQoZ  
IlJ"t`Z9)  
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