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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。 {aj/HFLNY  
.y4&rF$n  
1dG06<!  
pyB~M9Bp/  
这是示例镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件: VOgi7\  
h)x_zZ%>o  
    RLE %|"Qi]c d  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 wNQqfq Z  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' XGs^rIf  
     LOG      124 Dpqt;8"2L  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 x8[MP?Wz  
     APS               1 79 Bg]~}Z  
     UNITS MM   :nGMtF  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 2qj{n+  
     MARGIN       1.270000 45+{nN[  
     BEVEL       0.254001 DJ;g|b  
       0 AIR WS0JS'  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 F9Z @x)  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 1;r69e  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 :#X[%"g.  
       1 CTE   0.255000E-05 Tj/GClD:%  
       1 GTB U    'SILICON         ' D-ADv3E,  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 vzR=>0#  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 UH3t(o7O  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR vK$^y^  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 Np,2j KF(  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 1(gfdx9|b  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 vv5i? F  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 }vh Za p^  
       3 CTE   0.550000E-05 tJZc/]%`H  
       3 GTB U    'GE              ' Dz&+PES_k  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 z;3NiY  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 O.+9,4A(  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR tL(BpL'  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 O6c\KFBSJ  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ?b:_AO&  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 >- Bg%J9  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 $:vkX   
       5 CTE   0.550000E-05 9]yW_]P  
       5 GTB U    'GE              ' k onoI&kV|  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 ]T<^{jG  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 \V%_hl  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR YD_]!HK}  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 D<):ZfUbI  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 ,0?!ov|  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ujzW|HW^v  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 t1i(;|8|  
       7 CTE   0.255000E-05 o$J6 ~dn  
       7 GTB U    'SILICON         ' ,=By$.rr'  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 3Sh+u>w  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 <y=ovkM3  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR tYe:z:7l?<  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 %}qbkkZ  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR `a4 $lyZ  
     END +;gsRhWk  
.9M.|  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST 7_)|I? =0d  
?U9/fl  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: m_lr PY-  
+Ui_ O  
    CHG z hsx &  
    ALPHA A6061 &RY)o^g[4  
    END Y1\K;;X  
a6nlt? 1?D  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro:  s>[{}7ca  
[]}N  
    THERM i0Pn Z J  
    ATS 100 2   !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 =*MR(b>  
    END P Jo  
; B$ *)X9  
5h^[^*A?  
0HibY[_PbD  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 Ci\? ^  
?q$P>guH6-  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 H5M#q6`H6  
m,6h ee  
2 P}bG>M  
图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 c> ~:dcy  
dWpk='  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 pXW`+<g0  
,2zKQ2z  
z`#_F}v,m/  
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: 9k>uRV6  
ukihx?5  
    THERM >t #\&|9I  
    COE 1 STYRENE =cp;Q,t'9L  
    TCHANGE 1 e\N0@   
    5 o# {#r@,i  
    ATS 100 2 I'InZ0J2  
    END QJXdb]Y^;  
(%DRt4u <H  
我们运行这个程序,ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务,我们使用优化程序。这是我们的MACro: -!R l(if  
wn84?$BGd  
    ACON 1 JlIS0hnv  
    PANT j|4tiv>  
    VY 4 TH 1000 -1000  1N.tQ^  
    VY 5 TH 1000 -1000 4#2 ,Y!  
    END (02g#A`  
g :i*O^c @  
    AANT 4ftj>O  
    ACON 1 V9{B}5KC  
    M 0 1 A DELF X;]3$\F  
    M 8.103249 1 A P YA 1 aBlbg3q  
78w4IICk  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 m+T2vi  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ~@fanR =  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Pd],}/ZG-  
]h8/M7k  
    ACON 2 J/7 u7_  
    M 0 1 A DELF 3@HIpQM3  
Sf/W9Jw  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   cVg$dt  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 W-XN4:,qI  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 C->[$HcRa  
    END Q9q9<J7j$  
6`j<l5-h  
    SNAP g& >m P?  
    SYNO 20 MULTI P:a*t[+  
y`+<X{V5L  
k>-'AWH^v  
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。 UP*yeT,P,  
I,9~*^$  
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。 ~ i'C/[P  
!Iko0#4i  
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。 %w@ig~vD'  
f>4+,@G   
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