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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。 lYU_uFOs\  
7 -bU9{5  
[96|xe\s  
>L)Xyq  
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: H<dm;cU  
;<MHDm D  
    RLE #2|sS|0<  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 0p:n'P  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' sg{>-KHM  
     LOG      124 ;\( wJ{u?Y  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 t~gnai  
     APS               1 >e"1a/2%>&  
     UNITS MM   \/lH]u\x  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Wv$e/N`l  
     MARGIN       1.270000 dAohj QH:  
     BEVEL       0.254001 %;9wToyK>  
       0 AIR %q(n'^#Z.y  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 %F1 Ce/  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 w9l)=[s=  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Uo5l =\  
       1 CTE   0.255000E-05 yAXw?z!`O  
       1 GTB U    'SILICON         ' ppfBfMX  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ZN',=&;n'  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 T<?JL.8g_  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR !dStl:B  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 !Vv$  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 y~Sh|2x8v  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 g@KS\.m]  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Q_qc_IcM y  
       3 CTE   0.550000E-05 L0_R2E A  
       3 GTB U    'GE              ' \<a(@#E*~  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 zr2%|YF  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 GYyP+7K4l[  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR -E?h^J&U  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 Z_cTuu0'  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 $yHlkd`Y  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 B7_:,R.l  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 '72ZLdi}-  
       5 CTE   0.550000E-05 2Pasmh  
       5 GTB U    'GE              ' kce+aiv|u  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 \c_1uDRoUn  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 }vPDCUZ  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR Z,_yE*q  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 %dKUB4  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 TBvv(_  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 `4g m'C  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ; :a7rN"(  
       7 CTE   0.255000E-05 x$?{)EY  
       7 GTB U    'SILICON         ' LezM=om.  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 a&M{y  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 (KK9/k  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR y`!3Z} 7  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 $@7S+'Q3  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR Nq"/:3@4  
     END 39BGwKXb  
0".pw; .}  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST q;InFV3rv  
`$fwLC3j  
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: W,}HQ  
PGOi#x  
    CHG :(!il?  
    ALPHA A6061 2~K.m@U}!Z  
    END *U)!9DvA  
yo#&>W  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: RL[?&L$7^%  
0Zs}y\J`  
    THERM x{6/di  
    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 @c9VCG D  
    END (B}+uI{  
HUfH/x3zj]  
n[[rI0]g  
ez"Xb 7  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 e3yBB*@  
`sAz1/N  
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。 YJ'h=!p}G  
e@Q<hb0<eU  
p%jl-CC1  
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。 7xb z)FI  
qHt!)j9GKv  
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。 rL w,?  
3tMs61 3  
$ o?Wum  
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: D ?1$I0=  
Q *![u5#  
    THERM S>Z V8  
    COE 1 STYRENE ?H#]+SpOcv  
    TCHANGE 1 zZ3,e L  
    5 Rf+ogLa=  
    ATS 100 2 =cs;avtL  
    END >%h_ R:  
(`>RwooE  
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:  yS_,lS  
CLg;  
    ACON 1 ++W_4 B!  
    PANT }eXzs_  
    VY 4 TH 1000 -1000 : |#Iw  
    VY 5 TH 1000 -1000 ]rO`e N[~U  
    END ,Drd s"H  
X3NHQMI   
    AANT ?%J{1+hY  
    ACON 1 ?"]fGp6y  
    M 0 1 A DELF t,4q]Jt  
    M 8.103249 1 A P YA 1 7^4F,JuJO  
qsk8#  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ( {ads_l  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 oj /:  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ja3wXz$2  
R?a)2jl  
    ACON 2 8zS't2 u  
    M 0 1 A DELF zM%ILv4  
,i lVt  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   JhRXfIK>{  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 * xdS<  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ]X?~Cz/wl  
    END L:"i,K#P  
X[\b!<C  
    SNAP PsU.dv[  
    SYNO 20 MULTI ER~m &JI  
<*E{z r&  
}A3(g$8KR  
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。 R ,-y  
Mt(wy%{zK  
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。 (" <3w2Vlh  
P/5bNK!  
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。 Pf5RlpL:p  
S/Pffal  
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NTS tk{s,  
Wu(6FQ`H  
p1 > D  
12n5{'H2%  
*9 M 5'  
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