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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。 ?C%mwW3pc nH6Ny sop*?0 FaNr}$Pe 这是示例镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件: pX5#!) ^lB=O RLE UcZ20inj0 ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O 124 0X.(BRI~6p FNAME 'X11.RLE ' <OQn|zU\ LOG 124 rD"$,-h WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 2pKkg>/S APS 1 :Pa^/i UNITS MM MLbmz\8a OBB 0.0000000 3.0000000 30.0000000 0.00000000000 0.0000000 0.0000000 30.0000000 ?pE)K<+Zkf MARGIN 1.270000 |ia#Elavo BEVEL 0.254001 p\A!"KC 0 AIR %rU8^'Gu 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 )Z.v fc 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 re]e4lZ 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 |"j{!Ei 1 CTE 0.255000E-05 FX"j8i/N 1 GTB U 'SILICON ' 41Y1M]`= 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 ~pv| 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 M>eMDCB\ 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR G1RUu-~+ 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 hH&A1vUv 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 }Kt`du= 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 V8Lp%*(3 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 aR- ?t14 3 CTE 0.550000E-05 0Yzm\"Ggv 3 GTB U 'GE ' &xAwk-{W 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 F'~\!dNL 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 $(3mpQAg 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR n<GTc{>Z 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 \
5&-U@ 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 z CS.P.$ 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 #N?VbDK9_ 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 xF/u('A 5 CTE 0.550000E-05 <5 ? 5 GTB U 'GE ' ~AvB5 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 W(gOidKKz 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 yi29+T7j4S 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR -Lo3@:2i 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 4r+@7hnK 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 bR\Oyd~e 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 (dH "b
* 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 D1ep7ykY 7 CTE 0.255000E-05 (aeS+d x 7 GTB U 'SILICON ' o)V@|i0Js 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 k1.h |&JJN 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 xWiR7~E 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.13635000 AIR /h(bMb Z 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 M:PEY*4H 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR cF2!By3M END Ha)Vf +W !l(O$T9T 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 ;h7W(NO~z }x A Eu,n^ 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: rGn6S&- +u[^@>_I0 CHG ]jB`"to*} ALPHA A6061 (:9=M5d END 2FE13{+f Jyz*W!kI 现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: X-_ $jKfM _+aMP=H THERM -$A
>b8 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 !*\J4bJe END ]4X08Cm^ _?I6[Mz A!:R1tTR;S Ux!q(9<_ 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 Clo}kdkd_ nu6p{_M 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。 * YR>u@ Gf->N
`N CZzgPId%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。 hWz/PK, =mp"=% 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。 HYwtGj~5 d%~OEq1i"
i"h~QEE
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: 8o SL3 8+n*S$ THERM _, r6t COE 1 STYRENE @TraEBJGL TCHANGE 1 \hO}3;*& 5 "Q.KBX v/ ATS 100 2 r}4 END ;39~G T <ht^Ck 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: f5`q9w_c #ULzh&yO ACON 1 !<UdG+iV PANT }I"k=>Ycns VY 4 TH 1000 -1000 NcyE_T VY 5 TH 1000 -1000 iGw\A!}w\ END sHPK8Wsg ~j36(`t AANT %%{f-\-7Ig ACON 1 3>#io^35 M 0 1 A DELF \^3cNw M 8.103249 1 A P YA 1 Vwpy/5Hmp [+wLy3_ GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ,KaO8^PB GNO 0.5 1 3 M 0.5 El^V[s'3 GNO 0.5 1 3 M 1.0 5,#aN}v#? b~C^cM ACON 2 k0IztFyj:R M 0 1 A DELF G\B:iyKl IWT
-)+ GSO 0.5 5.332000 3 M 0
D}/nE>* GNO 0.5 1 3 M 0.5 C,) e7 GNO 0.5 1 3 M 1.0 lbj_if; END o9+fAH`D 'p&q}IO SNAP av>Ff6w)Y SYNO 20 MULTI 'R
nvQ"" | E\ u
X_ (n
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。 >/9Qgyc0 ;0nL1R]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。 ]owcx=5q%' ^TqR0a-* 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。 S.*.nv `##^@N<P 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] 4v#A#5+O E
PcEE@W9 Og :aflS [-hsG E K[[ 5H e[g.&*!
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