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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。 l'16B^  
P#ru-0DD  
't)j  
w4L\@y 3  
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: D@ =.4z  
? !~au0  
    RLE {7/6~\'/@  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 fI$, ?>  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' `SW`d<+L  
     LOG      124 yAi4v[  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 +'#d*r91@  
     APS               1 M$&>"%Oi  
     UNITS MM   ?N|PgNu X  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 7gQt k  
     MARGIN       1.270000 ~o # NOfYi  
     BEVEL       0.254001 {Z?!*Ow  
       0 AIR V|a 59 [y?  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 WLh_b)V|  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 :sA-$*&x  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 uwQ4RYz  
       1 CTE   0.255000E-05 UT{N ly8u  
       1 GTB U    'SILICON         ' >LLzG  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 (U.&[B  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 'M'LJ.,"/  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR KPO((G0&  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ?1412Tq5  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 ihYf WG|  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 0?`#ko7~d  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 a9qZI  
       3 CTE   0.550000E-05 O-'T*M>  
       3 GTB U    'GE              ' A23Z)`  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000  E;|\?>  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 G: &Q)_  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR WYzY#-j  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 @%fkW"y:  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 |ITg-t  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 *l9Y]hinq  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 X0P$r6 ;  
       5 CTE   0.550000E-05 EwOTG Y{0p  
       5 GTB U    'GE              ' ?41| e+p  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 H{$yy)@F  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 #tfJ?w`  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR -OW$  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 {Y/  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 . LS.Z 4@  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 .s9Iymz  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 gSv<.fD"  
       7 CTE   0.255000E-05 #]'V#[;~  
       7 GTB U    'SILICON         ' a* D|$<V  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 #,9|Hr%  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 s`TBz8QO$  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR Fca?'^X  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 nbRg<@  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR >L(F{c:  
     END ?@,:\ ,G  
@]7\.>)  
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 Q:LuRE!t  
XDWERv Ij  
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: }v!6BU6<Q  
";xEuX  
    CHG +Q9HsfX/  
    ALPHA A6061 ?t"PawBWE  
    END bpILiC  
Z`!pU"O9l  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: t2gjhn^p  
h=tY 5]8  
    THERM >fdN`W }M  
    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 &ar}6eO  
    END 'GyPl  
7wnzef?)  
SM<kE<q#  
j AE0$u~.  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 %qHT!aP  
5 6R,+sN  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 a]k&$  
;0 *^98K  
;n@C(hG  
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。 4ca-!pI0  
:}z% N7T  
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。 525 >=h  
ww2Qa-K  
w~&]gyf  
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: )-{~7@yqZ  
S#9SAX [  
    THERM #Q"vwek  
    COE 1 STYRENE #j JcgR<  
    TCHANGE 1 #.)>geLC>9  
    5 a< EC]-nw  
    ATS 100 2 ""d>f4,S  
    END Y P c<  
SDwSlwf  
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: z,)sS<t(  
$yAfs3/%)s  
    ACON 1 (`u!/  
    PANT ni> ;8O]=  
    VY 4 TH 1000 -1000 |DD?3#G01  
    VY 5 TH 1000 -1000 pYG,5+g  
    END D2p6&HNT  
c5R{Sl  
    AANT q9!9OcN2  
    ACON 1 Anv8)J!9u  
    M 0 1 A DELF 3c3Z"JV  
    M 8.103249 1 A P YA 1 zTB9GrU  
}hYE6~pr  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 q1Sm#_7  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 +a-@ !J~:  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Z L</  
m-RY{DO+  
    ACON 2 ea0tx3'  
    M 0 1 A DELF B6\VxSX4{  
%b;+/s2W  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   =fG8YZ(  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 <h=M Rw,l  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 JZzf,G:  
    END !@ {[I:5  
0)5Sx /5'  
    SNAP >EtP^Lu~f_  
    SYNO 20 MULTI hhAC@EGG  
rj~ian  
Pfx71*u,  
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。 QJWES%m`  
|:+pPh!-  
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。 dY<#a,eS  
I%919  
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。 (H+[^(3d2  
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