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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。 !4z"a@$ m&ZdtB| -@#AQ\ [;.zl1S< 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: 5Vvy:<.la LQ{4r1,u] RLE F`?pZ ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O 124 mfx'Yw*{ FNAME 'X11.RLE ' $W0lz#s: LOG 124 O9>/WmLe WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 'x6Mqv1W APS 1 zSq+#O1# UNITS MM 9'4cqR OBB 0.0000000 3.0000000 30.0000000 0.00000000000 0.0000000 0.0000000 30.0000000 \<z{@ MARGIN 1.270000 `,7BU??+u BEVEL 0.254001 xSLN 0 AIR zizrc.g/Yg 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 ^AEg?[q 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 6xj&Qo 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 =n#xnZ3 1 CTE 0.255000E-05 8Ipyr%l 1 GTB U 'SILICON ' s'K0C8'U 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 "kN5AeRg 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 %OzxR9 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR 4z$eT 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 khEHMvVH 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 0c`wJktWK 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ~i(*.Z)
\ 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 dch(HB}[ 3 CTE 0.550000E-05 _ :][{W# 3 GTB U 'GE ' P|64wq{B8 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 Mv;7kC7] 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 l5@k8tnz 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR D%BV83S 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 F!Nx^M1 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 9vVYZ}HC 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 jNB-FVaT 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ]p$fEW g 5 CTE 0.550000E-05 @s@r5uR9B 5 GTB U 'GE ' pRYt.}/K 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 t4 aa5@r 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 -lLq) 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR _\u'~wWl 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 q`qbaX\J3 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 a7M8sZ?" 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 XV!P8n 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 a}=)b#T` 7 CTE 0.255000E-05 xe_c`%_ 7 GTB U 'SILICON ' K{"+eA>CU 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 =o9
%) 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 $e0sa=/ 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.13635000 AIR /y
NU0/ 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 5 kQC 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR Thz&wH`W END ;[%AeN5W J/
4kS<c 镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST 0 5 `x$f Vbz$dpT 这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: {:!*1L _W&.{
7 CHG 6$`8y,TMSt ALPHA A6061 hoPCbjkov END 3rOv j&2 fF<~2MiKw 现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: [9*+s ofRe4
*\j THERM J4=~.&6 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 "y#$| TMB END 02?y% V\4'Hd `Y8F}%i[ dd_n|x1 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 FzW7MW>\x $M#G;W5c 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。 0<nk>o w8$8P Me2%X>; 图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 '\=aSZVO !-p5j3 A4L 再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 eY;XF.mF _KLKa/3
J?LetyDNr]
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: `l'z#\ z'j4^Xz?%$ THERM GK~uoz:^O COE 1 STYRENE (HDR}!.E TCHANGE 1 S sGb; 5 SwXVa/9a" ATS 100 2 V*}ft@GPD END K>N\U@@8i :tdN#m6& 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: J>TNyVaoQ $mgW|TBXCQ ACON 1 ^|hlY]Ev PANT 58V`I5_ VY 4 TH 1000 -1000 4hz T4!15 VY 5 TH 1000 -1000 "A6m-xE~ END +Hgil g1Ed:V]_ AANT lK
5@qG# ACON 1 e];lDa#4-Y M 0 1 A DELF gNUYHNzDM( M 8.103249 1 A P YA 1 8BE] A_X qHaH=g% GSO 0.5 5.332000 3 M 0 nl5A{ s GNO 0.5 1 3 M 0.5 c#(Hh{0 GNO 0.5 1 3 M 1.0 X6*4IE 9kHVWDf ACON 2 ~t^
Umx"Ew M 0 1 A DELF SMoJKr(:w# ,sI<AFI GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ;x%"o[[> GNO 0.5 1 3 M 0.5 /#jH#f[ GNO 0.5 1 3 M 1.0 0$JH5RC END 2*Zk^h= p>_Qns7W SNAP =HMa<"-8 SYNO 20 MULTI ' Dp;fEU$ s|IY
t^
h?[|1.lJx(
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。 ttOk6- }D># AFs6# 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。 qYoB;gp l^F ?^kP 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。 .DNPL5[v xt_:R~/[ 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] V'hb 4}@
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