| 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。 ]Mgxv>zRbs aw1f;&K4 S\A9r!2 T'%Rkag> 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: +?C7(-U> 1lHBg RLE ^cI RP ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O 124 vsbD>`I FNAME 'X11.RLE ' m^1'aO_;q LOG 124 I oC}0C7 WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 G-RE APS 1 q>dERN& UNITS MM !u%XvxJwDb OBB 0.0000000 3.0000000 30.0000000 0.00000000000 0.0000000 0.0000000 30.0000000 A}0u-W MARGIN 1.270000 :>, m$XO BEVEL 0.254001 M}!E :bv' 0 AIR
k<
g 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 Wg=4`&F^ 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 #j6qq3OG 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 fzjZiBK@ 1 CTE 0.255000E-05 d)v'K5 1 GTB U 'SILICON ' SHUn<+/e 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 2[Bw+<YA` 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 h
Ap(1h#m 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR j{H,{x 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 .Gnzu"lod 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 kntn9G 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 sFonc 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Zl=IZ?F
3 CTE 0.550000E-05 [!>DQE 3 GTB U 'GE ' $or8z2d1 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 >I*uo.OF 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 E9PD1ADR 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR !wEz=
i 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 *d,Z?S/ 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 PRyzUG& 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 s7na!A[ 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ]s^Pw>/` 5 CTE 0.550000E-05 ?89_2W 5 GTB U 'GE ' sGFC?1r?\ 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 iig@$
i# 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 fk?(mxx" 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR Om C
F8:\/ 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 )W$@phY(I 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 ./E<v 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 =F90SyzTy 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 @N+6qO} 7 CTE 0.255000E-05 5vqh09-FB 7 GTB U 'SILICON ' $Rv(v% 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 =9cN{&qf 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 j\@osjUu 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.13635000 AIR jL9to6 Hmr 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 }Jk=ZBVjT7 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR }|(v0] END XXZ <r zUd{9B$ 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 tk,Vp3p !d3:`l< 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: X1~ WQ?ww guWX$C-+1 CHG G}p*oz~ ALPHA A6061 i[a1ij= END p;YS`*!s {{ /-v3n 现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: 'AJlkLqm#> kESnlmy@J THERM L&h90Az1W ATS 100 2 !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 Vrx3%_NkQ END 4]%v%64U qQx5n 8:)itYE 0X[uXf 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 xO2CgqEb ':LV"c4t 有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。
/DN!" 8S*W+l19f [ _wenlkm 图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 KJ;NcUq 5t-dvYgU 再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 M~t;&po @Zov&01
55]E<2't
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: P
gK> Z, }E]&,[4&M THERM i*-L_!cc: COE 1 STYRENE ;E]^7T TCHANGE 1 [Uw/;Kyh 5 ej&ZE
n ATS 100 2 9$oU6#U,h END JVk"M=c f+iM_MI 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: &S|%>C{P.w B2DWSp-8* ACON 1 VwxLElV PANT VQ((c:+! VY 4 TH 1000 -1000 1pT-PO3= VY 5 TH 1000 -1000 {X'D07 q END 5<?s86GHh' =&
.KKr AANT SBynu ACON 1 [>N`)]fP M 0 1 A DELF u#uT|a. M 8.103249 1 A P YA 1 i`)h~V|G b9gezXAcd GSO 0.5 5.332000 3 M 0 }"CX` GNO 0.5 1 3 M 0.5 s#*T(pY GNO 0.5 1 3 M 1.0 E |BE(F;K vPbmQh ex ACON 2 pk,]yi,ZF M 0 1 A DELF w;Jby /9..hEq^ GSO 0.5 5.332000 3 M 0 bO2s'!x GNO 0.5 1 3 M 0.5 q!+&|F GNO 0.5 1 3 M 1.0 d5O_~xf& END
{j{H@rHuy =Pu;wx9 SNAP 'ixu+.ZL/ SYNO 20 MULTI jR[3{ Reo '**dD2
n
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v}o%
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。 sKK*{+,kh; _R 6+bB$ 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。 ?=\&O=_ln bXw!fYm& 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。 @ppT;9<d /\0rRT 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] <*4BT}r,^2
r%^l~PN ,4&?`Q ][IEzeI_LN d@ ?++z [_pw|BGp
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