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。 +bA% _Mk7U@j+9 kJ{+M] pW ?Q0I'RC 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: k()$:-V xb:&(6\F RLE rf.`h{!! ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O 124 wi_'iv FNAME 'X11.RLE ' D`[Khs f LOG 124 Fh8lmOL;? WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 (W[V?!1 APS 1 IgIYguQ UNITS MM XJ1=m OBB 0.0000000 3.0000000 30.0000000 0.00000000000 0.0000000 0.0000000 30.0000000 ,WDX( MARGIN 1.270000 H1/?+N}( BEVEL 0.254001 M}O}:1Par 0 AIR kLj$@E`4 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 ^v&D;<&R 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 i#/]KsSp 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 s58C2 1 CTE 0.255000E-05 t `kui. 1 GTB U 'SILICON ' ]e'fa/I 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 M|,mr~rRG 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 }}|)Yq 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR pO7Zs 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 i,IB!x 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 >UDd @ 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 gw36Ec<M 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 \$sjrqKnu 3 CTE 0.550000E-05 zZ=pP5y8 3 GTB U 'GE ' s{0aBeq 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 IQZ#-)[T" 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 ,<-G<${ 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR 6eFp8bANN# 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 Fqy\CMC 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 A@hppaP! 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 F+m }#p 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 sEMQ 5 CTE 0.550000E-05 +{<#(} 5 GTB U 'GE ' `d7n?|pD 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 9KWuN:Sg 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 #>lG7Ns|4 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR rf~Y6U?7 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 d.UQW
yLG 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 NIdZ 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 WOzf]3Xcj 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 [AMAa]^ 7 CTE 0.255000E-05 >NYW{(j 7 GTB U 'SILICON ' [e[<p\] 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 BTgG4F/) 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 I[)% , jd 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.13635000 AIR Wbr+KX8) 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 W-NDBP: 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR Q></`QWpoB END o1M$.* 7d LuX 镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST A,sr[Pa@ >leU:7 这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: /xtq_*I1S [8tL"G6s CHG hn#1%p6t ALPHA A6061 y;_% W END n]E?3UGD@W ,]bB9tid 现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: FEVEp aDO! THERM 93Co}@Y;Y+ ATS 100 2 !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 '>r7V END [w%
qV 6 If\fLhM 0c} }Q d3=KTTi\ 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 DI+fwXeg ^fZ&QK 有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 5[c^TJ3 uEX!xx?Q# PLK3v4kVM! 图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 X5j1`t, |JQQU!x 再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 Ii G6<|d8H "'D=,*
8-2cRs
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: l1f\=G?tmU h*- Pr8 THERM |`.([2 COE 1 STYRENE y3fGWa*7e TCHANGE 1 %}%Qc6.H 5 zAiXo__x ATS 100 2 ax (c# END ouuuc9x] MdvcnaCG 我们运行这个程序,ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务,我们使用优化程序。这是我们的MACro:
5~>z h DAXX;4 ACON 1 \--8lH -K PANT ' ~8KSF*!p VY 4 TH 1000 -1000 p>4-s, W VY 5 TH 1000 -1000 }hhGu\ END zzX_q(:S 0$ S8fF@
AANT x^y'P<ypw ACON 1 Eea*s' M 0 1 A DELF [5SD_dN M 8.103249 1 A P YA 1 R^Y
<RI
JsODzw GSO 0.5 5.332000 3 M 0 c9&xe"v GNO 0.5 1 3 M 0.5 0@%v1Oja GNO 0.5 1 3 M 1.0 [D\k^h >s<^M|S07 ACON 2 /w}u3|L$ M 0 1 A DELF Jcrw#l8|C Y2~nBb GSO 0.5 5.332000 3 M 0 OG>}M$Ora GNO 0.5 1 3 M 0.5 1pgU}sRk GNO 0.5 1 3 M 1.0 <nT
+$ END }khV'6"'| {#@W)4)cA SNAP oYm[V<nIl SYNO 20 MULTI #Up86(Z V<T9&8l+:
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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。 ?fi,ifp*|l 8|l\EVV6 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。 ~E2KZm j}.\]$J 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。 $#9;)8J #."-#"0 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] $Avjnm
?kbiMs1;u KUlp"{a`,K f'EuY17w Lr~=^{ RAgg:3^
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