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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。 KneCMFy  
 vU(2[  
?QuD:v ck  
_)AX/%^%  
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: @}sxA9 a  
T 2Uu/^  
    RLE znm3b8ns  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 08*bYJu  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' O~Eju  
     LOG      124 |/rms`YQ  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 A"Q6GM2;Io  
     APS               1 Kxs_R#k  
     UNITS MM   V80BO#Pk  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 @,btQ_'X  
     MARGIN       1.270000 -js:R+C528  
     BEVEL       0.254001 AG ?cI@',  
       0 AIR h$3o]~t  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 x,)|;HXm  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 t.0F  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 t2V|moG  
       1 CTE   0.255000E-05 w"?H4  
       1 GTB U    'SILICON         ' `<}Q4p  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 IpX.ube  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 wB%:RI,  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR R'M=`33M  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 @K{1O|V  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 NF9fPAF%;  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 [1Cs  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 xLID @9Hbu  
       3 CTE   0.550000E-05 |"t)#BUtL  
       3 GTB U    'GE              ' y;oPg4  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 {,V.IDs8[  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 C%#%_ "N  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR _Z9HOl@  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 t]dtBt].:  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 v D"4aw  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 YVSAYv_ZG}  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 (6b*JQ^^  
       5 CTE   0.550000E-05 Fog4m=b`g  
       5 GTB U    'GE              ' ST'eJ5P7!5  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 \OR=+\].9  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 #J4{W84B  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR R<* c   
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 7sgK+ ip  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 X*4iNyIs_  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 #Tm^$\*h\]  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ,gag_o{*a  
       7 CTE   0.255000E-05 a| w.G "W  
       7 GTB U    'SILICON         ' ?%)G%2  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 . }#R  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 |_fmbG  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR \L6kCY  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 h`{agW B  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR c)L1@qdZ  
     END nw.,`M,N  
| DB7o+4  
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 cD&QN9  
|->P|1 P  
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: 2=?:(e9  
0-s[S  
    CHG 397IbZ\  
    ALPHA A6061 ,}8|[)"  
    END |"gg2p  
KM'*+.I  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: n:TWZ.9  
[.ya&E)x  
    THERM |{STkV]  
    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 zc1y)s0G  
    END Bsr; MVD  
u;@~P  
Ah_,5Z@&R  
AbqeZn  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 7,^.h<@K  
G@.TE7a2Z  
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。 \ytF@"7  
Q/u2Q;j>  
6ct'O**k*&  
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。 ?.*^#>-  
Xyz w.%4c  
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。 t9C.|6X  
;$il_xA)\>  
" A4.2  
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: ?QbxC,& i  
w6Owfq'v  
    THERM g`n5-D@3  
    COE 1 STYRENE }=7? & b  
    TCHANGE 1 $;k2b4u  
    5 @7}]\}SR  
    ATS 100 2 D#8uj=/%  
    END KscugX*x  
J*%XtRio  
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: N(7UlS,u'  
oh?@[U  
    ACON 1 btG+Ak+K*  
    PANT ~uUN\qx52  
    VY 4 TH 1000 -1000 UG~/   
    VY 5 TH 1000 -1000 ntZl(]l  
    END =sIkA)"!=  
$XZC8L#  
    AANT L-,C5^  
    ACON 1 EE,57(  
    M 0 1 A DELF Cih~cwE  
    M 8.103249 1 A P YA 1 9f|+LN##  
ab!Cu8~v  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 Y3n6y+Uzk  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 )%(V.?eW  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ;WP%)Z  
W }"n*  
    ACON 2 #X`qkW.T<  
    M 0 1 A DELF 141G~@-  
>[qoNy;  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   p~evPTHnrX  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 JtbwY@R  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 \@eaSa  
    END v>!tws5e  
R2Y.s^  
    SNAP Vx#n0z  
    SYNO 20 MULTI VUQx"R9-  
IE0hC\C}  
4~DW7 (  
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。 kp=wz0#  
^77Q4"{W  
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。 NGs@z^&V  
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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。 !\hUjM+(}  
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